ブロックチェーン（Blockchain）は暗号資産（仮想通貨）の基盤技術として国内外で広く知られるようになったが、その活用範囲は暗号資産のみにはとどまらず、様々な分野へと急速に広まりつつある。そこで本ページでは、ブロックチェーンの基礎から応用までを解説する。
ブロックチェーンとは？
ブロックチェーンは、分散型ネットワークに暗号技術を組み合わせ、複数のコンピュータで取引情報などのデータを同期して記録する手法である。一定期間の取引データをブロック単位にまとめてチェーン（鎖）のようにつなぎ、正しい記録を蓄積していく仕組みであることから、ブロックチェーンと呼ばれる。別名「分散型台帳」と呼ばれ、ビットコインなどの暗号資産（仮想通貨）、NFTなど様々な分野に用いられる基盤技術である。
ブロックチェーンの特徴
ブロックチェーンは複数のコンピュータでデータが同期されることから、記録の改ざんや不正取引を防止しやすいという強みをもつ。悪意のあるユーザーが一部のコンピュータで取引データを改ざんしても、他のコンピューターとの多数決によって正しい取引データが選ばれるという特徴がある。
また、その特性から、ブロックチェーンでは取引データを収集管理するための大規模コンピューターは必要ない。分散型ネットワークで構成できることから、低コストでの運用が期待される。ブロックチェーンは、特定の管理者がいなくても取引データの信頼性を保てる「非中央集権（ディセントラリゼーション：decentralization）」の仕組みとしても注目されている。
ブロックチェーンの仕組み
ブロックチェーンは、ブロックと呼ばれるデータの単位を生成し、時系列に沿ってチェーンのようにつないでいくことによってデータベースを作っている。各ブロックは、連結されたブロックの一つ前のハッシュ値（ハッシュ関数により計算された値）を持っており、それをさかのぼることでブロックのつながりをたどることができるという仕組みになっている。
ブロックチェーンの技術
ブロックチェーンの仕組み上、過去に生成されたブロック内の情報を改ざんしようと試みた場合、変更したブロックから算出されるハッシュ値が以前のものと異なってしまう。そのため、改ざんを成立させるには後続のすべてのブロックのハッシュ値を変更しなければならないが、その変更は事実上困難である。このため、ブロックチェーンは改ざんされにくいデータ構造を有しているといえる。
ブロックチェーンは、そのほかにピア・トゥー・ピア（P2P：Peer to Peer）、公開鍵暗号などの暗号化技術、ビットコイン等に用いられるプルーフ・オブ・ワーク（PoW：Proof of Work）などコンセンサスアルゴリズム、スマートコントラクトなどの複数の技術の組み合わせで実現される。
ブロックチェーンのメリット
ブロックチェーンを採用するメリットは主に3つある。
- データの改ざんが困難でセキュリティが優秀
- システムがダウンしにくいので持続性がある
- 全体的にコストが安くなる
データの改ざんが困難でセキュリティが優秀
ブロックチェーンはその性質から改ざんが非常に困難であるため、セキュリティ面で高く評価されている。改ざんをするには、後続のすべてのブロックを書き換えなければならないという事実上不可能な障壁があるからだ。不正な取引を未然に防ぎ、改ざんを許さない高いセキュリティ性は、ブロックチェーンを採用する上での最大のメリットといえる。
システムがダウンしにくいので持続性がある
中央集権型のシステムには、メインとなるサーバーがダウンしてしまうとシステムそのものに支障をきたしてしまうという問題がある。だが、ブロックチェーンの場合、一部のサーバーがダウンしても稼働しているサーバーのブロックにデータが記録されているため、システムを継続できる。サーバーがダウンしても高い持続性を期待できるのだ。
全体的にコストが安くなる
ブロックチェーンは1つのサーバーに権限を集中させないことから、中央集権型のシステムで必要な高スペックのサーバーとメンテなどにかかる費用と手間を解消できる。運営費用全体の削減にもつながるので、低価格でサービスを提供しやすくなるなど、企業とユーザーの両方にメリットがある。
ブロックチェーンのデメリット
一方で、ブロックチェーンのデメリットは3つある。
- 一度記録したデータを消すのが難しい
- 悪意のある参加者を排除できない
- データの蓄積による処理速度の遅延
一度記録したデータを消すのが難しい
ブロックチェーンはセキュリティが優秀で改ざん防止策が充実しているが、その反面、一度記録したデータを消すことが難しいという問題を抱えている。1つの場所に記録されているのであればデータの削除は簡単だが、ブロックチェーンは複数のブロックに記録する性質から、すべてのブロックからデータを削除することは困難だ。セキュリティ性能が高い反面、融通が利きにくい点もあるので、ブロックチェーンに無用な情報を記録することがないよう注意する必要がある。
悪意のある参加者を排除できない
ブロックチェーンは誰もが参加できる仕組みとなっているため、悪意を持った参加者が入り込むことが懸念される。セキュリティ面においてどれだけブロックチェーンが優れていても、ハッカーなどが入り込む隙を与えることは潜在的なリスクにつながるからだ。ブロックチェーンには複数の種類があるが、このことはパブリック・ブロックチェーンにおける問題点となっている。
データの蓄積による処理速度の遅延
ブロックチェーンの実用化が進むほどデータは蓄積していくため、決済などのスピードが求められる取引において処理速度の低下が懸念される。現時点では処理速度が気にならない状態であっても、ブロックチェーンが広く採用されユーザーが増えるほど、データ蓄積による遅延が問題となってくる。今後の普及に向けて、ユーザーの増加による処理速度の遅延の解決は大きな課題となるだろう。
ブロックチェーンの分類
ブロックチェーンの分類には、大きく分けてパブリック・ブロックチェーン（public blockchain）、プライベート・ブロックチェーン（private blockchain）、コンソーシアム・ブロックチェーン（consortium blockchain）がある。パブリック・ブロックチェーンが許可を必要としないパーミッションレス（permission-less）であるのに対して、プライベート・ブロックチェーンとコンソーシアム・ブロックチェーンはパーミッション（許可）を必要とする点で大きく異なる。
ブロックチェーンの活用事例
ブロックチェーンの活用は、仮想通貨だけではなく、決済や送金、証券取引などの金融業界にとどまらない。ポイント管理など小売業界、不動産業界、サプライチェーンやトレーサビリティなど物流業界や流通業界、電子カルテや処方せんの受付など医療業界、アート作品の所有権や音楽著作権の管理などエンターテインメント業界などに広がりつつある。
中央銀行デジタル通貨（CBDC）
中央銀行デジタル通貨（CBDC）は、中央銀行が発行するデジタル化された法定通貨建ての債務である。これは2010年代から各国で取り上げられてきたことだが、近年ではブロックチェーンの導入も議論されている。代表的な中央銀行デジタル通貨に中国のデジタル人民元があり、実証実験が行われている最中だ。一方で、日銀も中央銀行デジタル通貨に関する取り組みを行っているものの、差し迫って発行が必要な理由もないので、具体的な通貨の発行に関する発表はなされていない。
NFT 処方箋
NFTとは、Non-Fungible Tokenの頭文字を取ったものであり、和訳すると「非代替性トークン」である。仮想通貨などの通貨は同じ額面であれば代替可能な資産であることから、代替性トークン（FT）とも呼ばれる。一方で、NFTの対象になるのは主にアートである。仮に同じ価値（価格）を持つ２つのアートがあったとして、その価値が等価だからといってお互いを代替することはできない。それゆえ非代替性の資産と呼ばれる。
現在のところ、NFTとしてデジタル化される資産はデジタルアート、ゲーム、音楽が中心となっているが、NFTはあらゆる分野への応用を期待されている。そのなかでも具体的な事例の一つに、NFT処方箋がある。GENie株式会社と複数のグループにおいて共同で行われるこの取り組みは、白金台クリニックで発行されたNFT処方箋をID管理型ライフログ「mine」で管理し、セントラル薬局グループにNFT処方箋を共有することで、配送会社に薬の調達を依頼し、処方箋を基に配送会社を経由して薬が届くものである。NFTを医療に用いた革新的な取り組みといえるだろう。
DeFi（分散型金融）
DeFiとは、Decentralized Financeの頭文字を取ったもので、分散型金融と呼ばれる。ブロックチェーンを用いた、これまでの銀行や証券会社のような中央集権的な役割を持つ管理者が存在しない各種金融サービスのことである。
具体的には、ウォレット間で直に仮想通貨を取引できるDEX（分散型取引所）や、保険やデリバティブ取引を提供するアプリケーションのことを指す。銀行などの仲介者がいないことから、手数料の削減が期待されている。
ブロックチェーンのマイニングとは？ ――収益が得られる仕組みについて
ブロックチェーンによる取引は、有志が取引の内容が適切であるかを検証し、承認して記録することで成り立っている。ブロックチェーンの記録に協力した人は報酬が受け取れる仕組みであり、報酬を受け取ることをマイニング（採掘）と呼び、マイニングを行なう人のことをマイナーと呼ぶ。
マイニングを行なうことで収益を得られるため、有志のユーザーが集まる仕組みが出来上がっている。ブロックチェーンによる取引が健全に保たれているのは、ユーザーによるマイニングのおかげである。ブロックチェーンには特定の管理者が存在しないため、ユーザー同士のやり取りでシステムが完結する仕組みが出来上がっており、マイニングもその仕組みの1つである。
マイニングはPCやスマートフォンがあれば誰でも参加可能だが、競争率が高いことから、参加したところで収益を得られるかはまた別の問題である。確実に収益を得られる方法とは言い難いので留意しておこう。
ブロックチェーンの市場規模予測
民間調査会社の矢野経済研究所は2022年2月、国内ブロックチェーン活用サービスの市場規模について、2019年度は171億円、2020年度は415億円だったが、2025年度には7,247億円まで拡大するという見通しを発表している。
矢野経済研究所はブロックチェーン活用の牽引役となるのが「トレーサビリティ」「認証」「NFT」の3領域だとしており、「2025年度には中堅企業や自治体においても普及期を迎えるとみられる」と分析している。
