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ブロックチェーンはどのように機能するか?

ブロックチェーンの目標は、デジタル情報を記録および配布できるようにすることですが、改竄はできません。ブロックチェーンは不変の元帳、または変更、削除、または破棄できないトランザクションの記録の基盤です。これが、ブロックチェーンが分散型台帳テクノロジー(DLT)としても知られている理由です。

1991年に研究プロジェクトとして最初に提案されたブロックチェーンの概念は、2009年に使用された最初の広範なアプリケーションであるビットコインよりもはるか昔でした。それ以来、ブロックチェーンの使用は、さまざまな暗号通貨、分散型ファイナンス(DeFi)アプリケーションの作成によって爆発的に増加しました。非代替トークン(NFT)、およびスマートコントラクトなどに応用されています。

トランザクションプロセス

トランザクションは下記のようなプロセスを経て実行されます。

  1. 新しいトランザクションが発生
  2. その後、トランザクションは世界中に散在するピアツーピアコンピュータのネットワークに送信されます
  3. 次に、コンピュータのネットワークが方程式を解いて、トランザクションの有効性を確認します
  4. 正当なトランザクションであることが確認されると、それらはブロックにまとめられます
  5. 次に、これらのブロックがチェーン化され、永続的なすべてのトランザクションの長い履歴が作成されます
  6. トランザクションが完了します

暗号通貨の属性

ブロックチェーンは主に暗号通貨の取引履歴を保存するために使用されますが、法的契約や製品投資などの他のものを保存することができます
・価値をほとんどまたは無料で移転するための信頼できる、安全で迅速な方法であるため、本質的な価値があります
・不変のブロックチェーンのみが存在するため、物理的な形式はありません
・総供給量などの暗号通貨の属性は、中央銀行ではなく、分散型ネットワークのメンバーの大多数によって決定されます

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ブロックチェーンの分散化

ある会社が、クライアントのすべてのアカウント情報を保持するデータベースを維持するために使用される10,000台のコンピューターを備えたサーバーファームを所有していると想像してください。この会社は、これらすべてのコンピューターを1つの屋根の下に含む倉庫の建物を所有しており、これらの各コンピューターとその中に含まれるすべての情報を完全に制御しています。

その場所の電気が切れたらどうなりますか?インターネット接続が切断された場合はどうなりますか?それが地面に燃えたらどうなりますか?悪意のあるアクターが1回のキーストロークですべてを消去した場合はどうなりますか?いずれにせよ、データは失われるか破損しています。

ブロックチェーンが行うことは、そのデータベースに保持されているデータをさまざまな場所にある複数のネットワークノードに分散できるようにすることです。これにより、冗長性が生まれるだけでなく、そこに保存されているデータの忠実度が維持されます。

誰かがデータベースの1つのインスタンスでレコードを変更しようとしても、他のノードは変更されないため、悪意のある攻撃者が変更するのを防ぐことができます。 1人のユーザーがビットコインのトランザクションの記録を改ざんした場合、他のすべてのノードは相互参照し、誤った情報でノードを簡単に特定します。

このシステムは、イベントの正確で透過的な順序を確立するのに役立ちます。このように、ネットワーク内の単一のノードがその中に保持されている情報を変更することはできません。

このため、情報と履歴(暗号通貨のトランザクションなど)は元に戻せません。このようなレコードは、トランザクションのリスト(暗号通貨など)である可能性がありますが、ブロックチェーンが法的契約、州のID、会社の製品在庫などの他のさまざまな情報を保持することも可能です。

ブロックへの新しいエントリまたはレコードを検証するには、分散型ネットワークのコンピューティング能力の大部分がそれに同意する必要があります。悪意のある人物が不正なトランザクションや二重支払いを検証することを防ぐために、ブロックチェーンは、プルーフオブワーク(PoW)やプルーフオブステーク(PoS)などのコンセンサスメカニズムによって保護されます。

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ブロックチェーンの透明性

ビットコインのブロックチェーンは分散型であるため、誰でもライブで発生するトランザクションを確認できるようにすることで、すべてのトランザクションを透過的に表示できます。各ノードにはチェーンの独自のコピーがあり、新しいブロックが確認されて追加されると更新されます。これは、必要に応じて、どこに行ってもビットコインを追跡できることを意味します。

たとえば、過去に取引所がハッキングされ、取引所でビットコインを保持していた人々がすべてを失っても、ハッカーは簡単に追跡できます。

もちろん、ビットコインブロックチェーンに保存されているレコードは暗号化されています。これは、レコードの所有者のみがレコードを復号化してIDを明らかにできることを意味します。その結果、ブロックチェーンのユーザーは、透明性を維持しながら匿名のままでいることができます。

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ブロックチェーンは安全ですか?

ブロックチェーンテクノロジーは、いくつかの方法で分散型のセキュリティと信頼を実現します。まず、新しいブロックは常に線形かつ時系列で保存されます。つまり、それらは常にブロックチェーンの「終わり」に追加されます。

ブロックがブロックチェーンの最後に追加された後、大多数のコンセンサスを得ない限り、戻ってブロックの内容を変更することは非常に困難です。これは、各ブロックに独自のハッシュやタイムスタンプが含まれているためです。ハッシュコードは、デジタル情報を数字と文字の文字列に変換する数学関数によって作成されます。その情報が何らかの方法で編集されると、ハッシュコードも変更されます。

ブロックチェーンネットワーク上でノードを実行しているハッカーが、ブロックチェーンを変更して他のすべての人から暗号通貨を盗もうとしているとしましょう。彼らが自分の単一のコピーを変更した場合、それは他のすべてのコピーと一致しなくなります。他のすべての人が自分のコピーを相互参照すると、この1つのコピーが異質であることが発覚し、そのハッカーのブロックチェーンは非合法として流されてしまいます。

このようなハッキングを成功させるには、ハッカーがブロックチェーンのコピーの51%以上を同時に制御および変更して、新しいコピーが多数派のコピー、つまり合意されたチェーンになるようにする必要があります。このような試みは、タイムスタンプとハッシュコードが異なり、すべてのブロックをやり直す必要があるため、莫大な金額とリソースが必要になります。どれほど技術が進歩しても難しいと考えられ、それはすなわちブロックチェーンの強固なセキュリティを意味します。

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