ブロックチェーンの仕組み

こんにちは。就労移行支援事業所Re:cafeです。

金融商品の取引履歴がどのように管理されているか気にしたことがありますか？

今回のブログでは、ブロックチェーンについて考えてみようと思います。

ブロックチェーンとは一定期間の取引データ、その他の情報（タイプスタンプ、ブロックのハッシュ値）をまとめたもので、ハッシュ値はデータが変更されると全く異なる値になるため、改ざんの検知に役立つものとなります。

分散性、透明性、改ざん耐性から金融分野、その他の分野においても活用されています。

各ブロックは鎖のように連結されており、新しいブロックは直前のブロックのハッシュ値を自身のデータに含めることで、過去のブロックとつながります。

取引データはネットワークに参加する複数のコンピュータ（ノード）に分散して記録、共有され、ネットワーク全体でデータを共有し、相互に監視することでデータの信頼性を保つ仕組みになっています。

また、一部のノードに障害が発生しても、他のノードがデータを持っているので、システム全体が停止するリスクを軽減する事が出来ます。

P2Pネットワークとは中央サーバーのような管理者が存在しないので、ネットワーク参加者同士が直接通信し、情報を共有することで検閲、単一障害のリスクを回避する事が出来ます。

コンセンサスアルゴリズムとはネットワーク参加者全員が取引の正当性を検証し、合意形成を行うためのルールで、PoWは膨大な計算処理を行うことで、新しいブロックの生成と取引の承認を行う仕組みです。

PoSは暗号資産の保有量に応じて新しいブロックの生成と取引の承認を行う権利が与えられる仕組みとなっており、これらのコンセンサスアルゴリズムにより、不正な取引やデータの改ざんをネットワーク全体で防ぐ事が出来ます。

暗号化技術におけるハッシュ関数とはブロック内のデータを不可逆的に暗号化し、一意のハッシュ値を生成します。電子署名は取引の当事者を特定し、取引の改ざんを防ぐために使用され、公開鍵と秘密鍵のペアを利用し、秘密鍵で署名されたデータは対応する公開鍵でのみ検証が出来ます。

※写真はイメージです。

流れは参加者から参加者へ価値の移転などの送金が発生。ネットワーク参加者が取引の正当性を検証。検証された複数の取引が新しいブロックとしてまとめられる。ネットワーク参加者は、コンセンサスアルゴリズムに従って、新しいブロックの承認とチェーンへの追加について合意形成する。

そして合意された新しいブロックは既存のブロックチェーンの末尾に連結されますが、この際新しいブロックは直前のブロックのハッシュ値を含むため、過去のブロックとのつながりが保証されます。

そして新しいブロックを含む最新のブロックチェーンのデータが、ネットワーク参加者全体に共有されます。

このことにより透明性が高く、改ざんに強く、分散型の信頼できるデータ管理システムとして機能することになります。