ビットコインとはいったい何?その仕組みを解説!!

ビットコイン,とは,仕組み ビットコイン

少し前からビットコインという言葉をよく耳にしていると思います。

と言っても、ビットコインってよくわからない・・・仕組みとかよくわからないし、急に消えたりするんじゃないだろうか・・・

と考えている方が多いと思います。

「そこで、ビットコインとは何か?」「どんな仕組みで動いているの?」ということについてわかりやすく説明していきます!

ビットコインとは何か

一言でいえば、インターネット上でかんたんに取引できるお金です。形はありません。

形がないのに、どうして価値があるの?ということですが、

 

大きいのは、「ビットコインの仕組みが信頼できる」からです。不正や改ざんがされない、とてもクリアなお金なのです。

では、その仕組みを見ていきましょう。

小学生でもわかる!?ビットコインの仕組み

P2Pネットワークで運用

早速難しい言葉が出てきました。P2Pとは何か、図で説明してみます。

ビットコイン,とは,仕組み

図のように、今までの銀行のシステムなどは「中央集権型」といって、真ん中に管理人(サーバー)がいました。管理人が病気で寝込むと取引はできなくなるし、悪者にハッキングされデータが書き換えられてしまうと、取引そのものの信用がなくなります。

その一方で、ビットコインの根っこにある「P2Pネットワーク」という仕組みには管理人がおらず、ネットワーク上で行われているすべての取引を「一人一人が」常に記録し続けます。

あの人があの人にいくら送金した、というのが丸わかり、と言うことです。

だから、悪者が一人を攻撃しても、他の人が正しい取引記録を持っているので、不正が起こらないという仕組みです。

 

では、インターネットでどのようにして取引が成立しているのでしょうか。

簡単に言うと、AさんがBさんに5BTCを送金するとします。

この時、Aさんが送金できる額をビットコインを持っているかをP2Pネットワークで確認し、そのビットコインがBさんの持ち主になったことを取引記録に記入すれば、決済が完了です。

 

つまり、ビッチコインとは記録された情報なのです。

そして、取引記録を書き換えることでビットコインの持ち主が変わるのです。

 

ビットコインの取引の流れは以下の通りです。

 

1、電子署名でビットコインを送る。

2、その取引をブロックチェーンに記録する。

3、プルーフ・オブ・ワークで取引を証明する。

 

(※プルーフ・オブ・ワークとは、各取引の正しさを証明するために膨大な量の計算を要求される認証作業のことです。これについては下の方で説明します。)

 

ビットコイン,とは,仕組み

このような手順で取引されることで、管理主体が存在しなくても安心してビットコイン取引を行うことができるのです。

 

ここまで、取引全体の仕組みについて説明しましたが、ここまでは理解できたかと思います。

しかし、「不正などはどう対処できるの?」と考えている方も多いと思います。

ビットコインの送金までの仕組みを解説

それを説明するため、次にビットコインの仕組みについて最低限知っておかなければならないことの一つに電子署名というものがあります。

 

ビットコインは暗号化された電子署名で送信することで送付者のなりすましや取引の改ざんを防ぐことができます。

 

ビットコインを相手に送るには、秘密鍵が必要になります。

秘密鍵とは、51の英数字の組み合わせで表されるパスワードのようなもので、他人に公開してはならないものです。秘密鍵をハッキングされるとビットコインが盗難される危険がありますので、秘密鍵の保管は厳重にしなければなりません。

 

この秘密鍵から作られたのが公開鍵です。

公開鍵とは、秘密鍵と対で他人に公開しても大丈夫な電子署名です。公開鍵は秘密鍵を複雑な計算で暗号化しているため、公開鍵から秘密鍵を割り出すことは不可能です。

 

この公開鍵からビットコインアドレスを作ることができます。

ビットコインアドレスとは、ビットコインを利用するにあたっての入金口座のようなもので27~34文字の英数字からなり、QRコードに変換も可能。一つの公開鍵から様々なアドレスを作ることができます。

 

このアドレスと公開鍵がなければ、相手にビットコインを送ることができません。

1、所有者Aが所有者Bに送金する場合、ビットコインを「誰が」「いくら」送るかという送金情報をビットコインの所有者が「送金情報が間違いない」という証明のために秘密鍵を使って署名します。

また、この時そのビットコインの今までの取引データをハッシュ化して持っています。

※ハッシュ化とはあるデータを変換して得られる文字列で、一度ハッシュ化されたものはもう一度元のデータに戻すことができない仕組みになっています。

 

ビットコイン,とは,仕組み

 

そのハッシュに加えて、前回の取引履歴と所有者Aの公開鍵を加え、新しいハッシュを作ります。ビットコイン,とは,仕組み

 

所有者Aはこの取引が正しい証明として所有者Aの秘密鍵で署名し、この署名をP2Pネットワークに流します。

ビットコイン,とは,仕組み

この情報は暗号化されているため、ビットコインを受けとる側しか解読できないようになっています。

ビットコインを受け取る人は所有者Aのの公開鍵で暗号を解読し、確認後はじめて受け取ることができます。

 

ビットコイン,とは,仕組み

 

それをP2Pネットワークを通じて様々な人に共有されていきます。

以上が取引時に行われる仕組みとなっています。

 

しかし、これだけでは「共有された」だけになってしまいデータが埋もれてしまう可能性があります。どうすればいいのだろうか・・・。

マイニング、ブロックチェーンをイラストでわかりやすく解説

そんな事態を確かめるためにビットコインでは「マイニング」という仕組みが用意されています。

 

ビットコインは取引記録がすべて開示しているため、不正な二重使用ができないようになっています。取引履歴は匿名で個人情報が漏れることはないものの、どのアカウントがいくら取引したかという記録はすべて公開され、こえまでの膨大な取引履歴はすべて「ブロックチェーン」として保存されています。

 

例として、ブロックチェーンは30分で行われる取引を1ブロックとし、その取引正しく行われたと承認された場合チェーンでつながる仕組みになっており、承認された取引のみチェーンをつなげることができます。

 

このブロックチェーンは常に公開されており、誰でも見ることができるのでその透明性は正しさの証でもあります。ビットコインはこのブロックチェーンという膨大な記録計算によって、貨幣の二重使用や偽造のよる破綻からシステムを守ってます。

 

ブロックチェーンは以下のような構造になっており、先ほど述べた秘密鍵で署名し公開鍵で受け取った取引情報もブロックの中に記録されています。

ビットコイン,とは,仕組み

 

ブロックの中には取引記録の他にも「全ブロックのハッシュ」「ナンス」という符号があります。

ナンスとは、Number used once(一度だけ使われる使い捨ての数字)の略で、ブロックを生成するときにマイニングを行う人(マイナー)によって生成される32ビットの数値です。

 

ブロックには前のブロックからバトンタッチされたハッシュが入っていますが、このブロックを完成させるために新しいハッシュを作成し、次のブロックにつなげなければなりません。

 

また、ハッシュを完成させるためにはその符号にぴったり当てはまった「ナンス」をパズルのように当てはめないといけません。

「ナンス」を見つけるには、数字を総当たりで片っ端から試さないといけないと出ないようになっており膨大な量の計算をしないといけません

 

こんな計算、面倒だし誰がやるのかなんて思う人がいるでしょうが、このような計算を大変な労力をかけて計算をする人が実際に存在するんです。その理由はナンスを最初に発見した人は、ビットコインの報酬が貰えるからです。

このナンスを求める作業を発掘(マイニング)、作業をする人を発掘者(マイナー)といいビットコインを争奪すべく白熱しているのです。しかし、マイニングで利益を出すには十分に勉強し、かなりハイスペックなコンピュータとそれを動かす膨大な電気代が必要になるため素人にはかなり厳しい作業になります。

「プルーフ・オブ・ワーク」というデータ改ざん防止法

最初の方で言った『プルーフ・オブ・ワークで取引を証明する。』といったことですがこの作業はかなり重要な作業です。

 

管理体制のないブロックチェーンで最も問題なのはデータの改ざんです。

実際に行われた取引が消されたり、行われていないのに取引があったかのように処理されてしまうと、ビットコインのシステムは崩壊してしまいます。

 

そのためにプルーフ・オブ・ワークはそのような不正を防止することができます。

 

例えば、ある人物が悪意をもって取引データを改ざんしようと間違ったナンスを送信した場合、その間の取引で世界中にいる同じ作業を行う人々は間違ったナンスを解答しないといけません。

 

ブロックチェーンは、多数決原理で正しさを証明しているのです

なので、半数以上の人が間違ったナンスを送信することは考えにくく、正しいナンスから逆らって、さらに計算速度や電力パワーを追い抜かないといけませんし、これは不可能としか言いようがありません。

 

なので、正直にマイニングした方がいいに決まっています。

ビットコインは人間の心理的欲望を巧妙に取り入れたシステムになっているのです。

まとめ

いかがでしたか?ビットコインは、人間の心理を上手く使ってハッキングされないような仕組みをつくっていることがわかってもらえたと思います。

ビットコインがこれからますます真価を発揮していくことを祈っています。