ブロックチェーンとは？基本的な概要や仕組み、活用事例をご紹介

ブロックチェーンと言えば、一般には仮想通貨がよく知られています。しかし、ブロックチェーンの技術は日々進歩・改善されていて、現在では金融や各種取引だけでなく、さまざまな分野で活用されています。今回は、ブロックチェーンの可能性を知りたい方に向けて、ブロックチェーンの基本的な概要や仕組みと種類、活用事例についてご紹介します。

ブロックチェーンとは

ブロックチェーンとは、取引の履歴を1本の鎖（チェーン）のようにつなげて正確な取引履歴を維持するための技術です。誰もが取引履歴を共有できるようにすることで、不正な取引や改ざんが非常に行いにくい仕組みになっています。中央集権的に管理者がいる従来のWeb取引システムとは異なり、参加者が分散型の管理を行うことで、分散管理型のシステムとも言われています。

ブロックチェーンは主にビットコインのような仮想通貨や暗号資産、デジタルデータに唯一無二の非代替性をもたらすNFTなどの分野に用いられています。こうした特性から取引データを一手に引き受ける大規模コンピュータ、サーバなどが必要なく、分散型のネットワークによって構成されることから、低コストで運用できること、管理者がなくても取引データの信頼性が保てることなどが大きな特徴です。

ブロックチェーンの仕組み

ブロックチェーンでは、ネットワーク内で発生した取引の記録を「ブロック」と呼ばれる記録単位に格納し、時系列に沿ってチェーンのようにつなぐことで正確な取引履歴を残すことができます。ブロックには取引記録だけでなく、ハッシュと呼ばれる一定量の情報を圧縮したデータを残すことで、より改ざんや不正が行いにくい仕組みになっています。

なぜなら、ブロックのうち1つを改ざんしようとすると、チェーンによってつながったすべてのブロックの取引記録やハッシュ値を変更する必要があるためです。しかも、改ざんしていない正しい取引データは分散されて多くのネットワーク参加者に共有されているため、改ざんや不正をするためにはそのデータもすべて改ざんしなくてはなりません。このようなことは、現実的に不可能です。

こうした理由から、ブロックチェーンは不正や改ざんが行われにくい仕組みとして、また、Web3.0時代を牽引する分散管理型システムとして注目されています。

Web3.0については、以下の記事でも詳しく紹介していますので、ぜひご覧ください。

「Web3（Web3.0）とは何か？「次世代インターネット」の特徴を徹底的に解説」

ブロックチェーンの種類

ここまでブロックチェーンの基本的な概要と仕組みをご紹介しましたが、ブロックチェーンにはさらに3つの分類があります。それぞれの種類について、簡単に見ていきましょう。

パブリック・ブロックチェーン

もっとも基本的なブロックチェーンで、管理主体が存在せず、参加もノード（ブロックチェーンにおけるチェーンの始まり）を立てるのも自由な形式です。分散型管理システムをもっとも体現した仕組みと言えるでしょう。パブリック・ブロックチェーンは完全にオープンな形式であることがもっとも大きな特徴で、管理者がいなくても情報共有と相互監視があるため、正当な取引であることが証明できます。

誰でもデータを参照できることから透明性が高く、コンセンサス（取引に関する合意）を求めるにあたって、中央集権的な管理者に許可を取る必要がありません。この点で、パーミッションレス・ブロックチェーンと呼ばれることもあります。

一方、取引すべての情報を記録するために多くの処理と時間を要することから、スピーディな取引には向かないとされています。

プライベート・ブロックチェーン

単一の管理主体としての組織が存在し、参加も許可制というWeb2.0のような中央集権型のカラーを非常に色濃く残したブロックチェーンです。外部に公開されないことでプライバシーが保たれるほか、不特定多数の合意形成を行う必要がないことから、パブリック・ブロックチェーンと比べて迅速な処理が可能です。

取引の合意形成に管理者への許可が必要なため、パーミッションド・ブロックチェーンと呼ばれることもあります。プライベート・ブロックチェーンは管理者が攻撃されたり、サービス終了で取引も終わったりするデメリットがあり、企業や組織内のみで使うのに向いています。

コンソーシアム・ブロックチェーン

複数の管理主体としての組織が存在するため、プライベート・ブロックチェーンよりは分散型に近いものの、参加は許可制であり、中央集権型のカラーも残しているというちょうどパブリック・ブロックチェーンとプライベート・ブロックチェーンの中間をいくブロックチェーンです。参加が許可制なことから、これもパーミッションド・ブロックチェーンと呼ばれることがあります。

一方で、コンソーシアム・ブロックチェーンは分散性と迅速性のいいとこ取りをしたモデルとも言えます。パブリック・ブロックチェーンでは分散管理によって正当性や透明性を担保し、プライベート・ブロックチェーンでは迅速な合意形成を可能にしました。その両方をうまく組み合わせたのがコンソーシアム・ブロックチェーンです。複数の企業が関わるプロジェクトや、一部の仮想通貨に使われています。

ブロックチェーンの活用事例

ここでは、ブロックチェーンの活用事例を3つご紹介します。

仮想通貨、暗号資産

ブロックチェーンは仮想通貨や暗号資産からスタートしたことから、代表的な活用事例と言えるでしょう。現実の通貨ではなく、ネットワーク上の仮想通貨として商品の対価に使えます。各国の中央銀行でデジタル通貨の発行にブロックチェーンを導入することも検討されていて、中国では既に実証実験も行われているようです。

デジタル証明書

感染症の検査結果やワクチン摂取記録など個人の健康情報や、パスポート情報の管理などをブロックチェーンで行えるようにしたものです。特に新型コロナウイルス感染症の流行が問題になっている昨今、検査結果やワクチンの接種記録は渡航許可といった公的な書類に必要なケースがあります。ブロックチェーン技術を用いることで、改ざんや情報漏えいを防ぎ、正しい検査結果や接種記録を必要な人だけが参照できます。

スマート工場

工場のシステム基盤にブロックチェーンを導入し、工場機械や生産ラインに接続したコンピュータを介して生産性や品質管理の工場をはかる「スマート工場」の実証実験が2021年に行われました。これにより、複数の関係者間で別々に管理されていた情報が共有しやすくなり、情報漏れを防ぎながらトラブルにスピーディに対応できたり、改ざんリスクを減らしたりできるようになりました。

ブロックチェーンとAI

ブロックチェーンにAI（人工知能）の技術を導入することで、将来的にさらなる可能性がもたらされると期待できます。例えば、仮想通貨や暗号資産の合意形成に関する過程にAIの処理能力を導入すれば、よりスピーディな取引が可能になるでしょう。医療分野でAIを活用することで、ブロックチェーン上の患者データを解析して、患者のプライバシーを保ったままより適切な医療が提供できるかもしれません。

また、紙ベースのプロセスをデジタル化するにあたり、ブロックチェーンを用いてより信頼性・透明性の高いものにすると同時に、AIによる自動化や効率化をはかることもできます。このように、ブロックチェーンとAIは一見関係がなさそうに見えますが、実は組み合わせることでより将来的にさまざまな分野での可能性が期待できる技術です。

まとめ：ブロックチェーンは不正や改ざんが行われにくい、可能性の多いシステム

ブロックチェーンとは、取引の履歴を1本の鎖（チェーン）のようにつなげて正確な取引履歴を維持するための技術です。誰でも取引履歴にアクセスできるようにしたり、ハッシュと呼ばれるこれまでの取引データを一緒に残したりすることで、不正や改ざんが行われにくいような仕組みになっています。特に、パブリック・ブロックチェーンは、データの透明性や分散性などで脱・中央集権型のWeb3.0を代表する仕組みです。

一方で、プライベート・ブロックチェーンやコンソーシアム・ブロックチェーンなど、プライバシーを残しながらもブロックチェーンの信頼性や取引記録を利用したシステムも現れました。これらブロックチェーンの技術とAIの情報処理技術を組み合わせることで、さらなる可能性が生まれるかもしれません。ブロックチェーンとAIの融合をお考えの方は、ぜひ一度お気軽にご相談ください。

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