「ブロックチェーン」という言葉を聞いたことはあるけど、複雑で難しいだろうな。。
こう感じている人は多いのではないでしょうか。
しかし実際は、その仕組みを理解すれば、シンプルで強力な技術だということが見えてきます。
本記事では、ブロックチェーンが改ざんに強い理由を支える4つの技術を身近な例を使ってわかりやすく解説します。
正しい知識を身につけることで、今後のデジタル社会の流れをより自信を持って判断できるようになるでしょう。
ブロックチェーンの仕組みを簡単に説明
ブロックチェーンとは、取引記録をデータの塊「ブロック」にまとめ、それらを鎖「チェーン」のように繋げたデジタルシステムです。
複数のコンピュータネットワークで同じデータを分散管理することで、一つのブロックが改ざんされると、その後のすべてのブロックに影響を及ぼします。
この特性により、過去のデータを改ざんするのがほぼ不可能になります。
これが、ブロックチェーンの最大の強みです。
ビットコインなどの仮想通貨やNFTが安全に成立するのも、このデータの改ざん耐性が支えている重要な理由となっています。
ここまで読んで「よくわからない」と感じていても大丈夫です。これからもっとシンプルに説明していきます。ひとまず「取引のデータが箱（ブロック）に入っていて、その箱たちが鎖で繋がっている」くらいのイメージを持っていれば、充分です！
ブロックチェーンの理解に必要な基礎知識
ブロックチェーンを正しく理解するには、まず「従来の金融システムが抱える課題と限界」を知っておくことが大事です。
ここでは金融システムの例として電子マネー（PayPayやSuica）を使って説明しますね。
中央集権型の仕組み
電子マネーは、運営会社が日々の取引記録を一元的に管理・保管する「中央集権型」の仕組みになっています。
つまり、運営会社への信用があって初めて、私たちは安心して電子マネーを使えるわけです。
では、その信用が揺らいだらどうでしょう？中央集権型システムには、さまざまなリスクが潜んでいます。
中央集権型システムが抱えるリスク
運営会社の倒産：サービスが突然停止し、資産が失われる可能性
悪意のある改ざん：運営会社が意図的に取引記録を改ざんする可能性
外部からのハッキング攻撃：セキュリティが破られ、データが改ざんされる可能性
こうしたリスクは、決して無視できません。
実は私たちが最も信用している銀行でさえ、経営が破綻した場合、預金残高のうち1,000万円までしか保護されない現実があるのです。（日本の預金保険制度より）
こうした「中央管理者への依存という課題」を根本から解決し、より安全で透明な仕組みを実現するために開発されたのが、ブロックチェーン技術なのです。
銀行だからといって「完全に安心」とは言えないんだね。。
ブロックチェーンの仕組みを支える4つの技術
ブロックチェーンが改ざんに強い理由は、以下4つの技術を組み合わせた仕組みにあります。
- 分散管理による中央管理の排除
- 暗号化技術によるなりすまし防止
- ハッシュ関数によるデータ改ざん検出
- コンセンサスアルゴリズムによる全員承認
この4つの技術が連携することで、極めて高いセキュリティが実現されるのです。
P2P分散管理｜中央管理者の排除
分散管理（P2P）とは、中央の管理者に頼らず、ネットワークに参加しているすべてのユーザーが同じデータを保管・管理する仕組みです。
ビットコインの場合、送金や決済などの取引情報は世界中に発信されます。
そしてブロックチェーンに参加するそれぞれのユーザーが、その情報を自分のパソコンやスマートフォンに記録して保管します。
ユーザー＝世界中にいるビットコイン保有者です。
このように大勢で同じデータを確認・監視することで、特定の企業や個人への信用に依存する必要がなくなり、みんなで支え合う非中央集権型のシステムが実現するのです。
みんなでデータを確認・監視すれば不正などもすぐにわかりますよね！
銀行のような中央管理者がいなくても、透明性と安全性を両立できる点が最大の強みです。
暗号化技術｜なりすまし防止
分散管理では誰もが参加できるというメリットがある一方で、「悪い人が他人になりすまして不正な取引を行う」というリスクが生じます。
これを防ぐために使われるのが暗号化技術です。
こうした課題を解決するために使われるのが「電子署名」という技術です。
電子署名は、「AさんがBさんに100BTC送金する」というメッセージに秘密鍵を組み合わせることで作られます。
しかし秘密鍵は本人だけが持っているため、本人以外がこの電子署名の真偽を判断できません。
そこで秘密鍵の代わりに、みんなが見れる「公開鍵」を使って電子署名を検証します。
この公開鍵とメッセージを組み合わせることで、電子署名が本当に正しいのか、つまり本当にAさんが送ったのかを誰もが判断できるようになっています。
実印と印鑑証明書で例えると
初めて出てくる言葉で難しいと思うので、ここからは市役所に書類を提出する例えを使って解説しますね。
秘密鍵：実印
公開鍵：印鑑証明書
電子署名：実印を押した書類
あなたが市役所に書類を提出する時、その書類に実印を押しますよね。
そして市役所では、あなたが押した判子が本物かどうか、事前に登録してある印鑑証明書で確認します。
照合が取れれば「あなたが提出した書類」と認められますよね。
ブロックチェーンでも全く同じ仕組みを使っています。
取引データに、あなたが持っている秘密鍵（あなただけの実印のようなもの）を組み合わせることで、電子署名を作ります。
その署名を、公開鍵（みんなが見られる印鑑証明書のようなもの）で検証することで、「本当にAさんが送ったのか」を確認できるわけです。
秘密鍵を知らない他人には、本物そっくりの署名を作れないため、なりすましが確実に防止される仕組みになっています。
ハッシュ関数｜改ざんを見破る仕組み
ハッシュ関数とは、どんなデータを入力しても「ハッシュ値」という一定の長さの文字列を出力する仕組みです。
特徴は2つあります。
- 入力が１文字でも変わると、出力は全く別の値になる。
- 出力から元のデータを推測することは不可能。
スーパーのバーコードで例えると
イメージしやすいようにハッシュ関数をスーパーのバーコードに例えて解説しますね。
商品に記載されている商品情報（名前、価格、重さなど）を「バーコード」という一定の長さの黒と白の線に変換します。
商品情報が1文字でも違うと、バーコードは全く別のものになり、バーコードを見ても、元の商品情報を推測することはできないですよね。
ブロックチェーンでも同じです。
例えば、「先頭に0が5つ並ぶ」というルールを設定します。
1文字でもデータが改ざんされると、ハッシュ値は全く別のものになり、ルールを満たさなくなりますよね。
だから改ざんが即座に検出される、というわけです。
コンセンサスアルゴリズム｜取引承認の仕組み
コンセンサスアルゴリズムとは、分散ネットワーク上で「どの取引が本当に正しいのか」を全員で判断するためのルールです。
ビットコインの場合、複雑な計算で「特別な数字」を最初に見つけた人が、その取引ブロックを承認する権利を得ます。
これがプルーフオブワーク（仕事の証明）と呼ばれる仕組みです。
ビットコインでは、このプルーフオブワークの仕組みに加えて、もう1つ重要なルールが定められているのです。
それは「複数のチェーンが存在する場合、最も多くの計算力を費やしたチェーンを正しいチェーンとして扱う」というものです。
この2つが組み合わさることで、ブロックチェーンの改ざん耐性が成り立つのです。
全員が計算競争に参加するため、改ざんを試みれば、世界中の参加者よりも早く・長く計算を続けなければなりません。
このハードルの高さが、ブロックチェーンデータが改ざん耐性を持つ理由なのです。
ブロックチェーンの種類
参加者の範囲や管理方法によって、ブロックチェーンは大きく3つに分類されます。
- パブリックチェーン
- プライベートチェーン
- コンソーシアムチェーン
それぞれのタイプによって、機能や活用場面は異なります。
パブリックチェーン
パブリックチェーンは、誰もが参加できるオープンなネットワークです。
利用者が常に出入りするため、ネットワークの総参加者数を把握することはできません。
この特性から、不正行為を働く者も含まれることを前提にシステムが構築されます。
取引内容の正当性を確認するには、複雑なコンセンサスアルゴリズム（取引承認の仕組み）が必須です。
ビットコインが採用する「Proof of Work」では1回の承認に約10分かかります。
透明性と安全性のメリットと引き換えに、処理速度の低下を許容する必要がありますね。
プライベートチェーン
プライベートチェーンは、参加に管理者の承認が必要な限定的なネットワークです。
参加者が予め限定されるため、ネットワークに関わるメンバーが常に把握できます。
悪意のある参加者が混入する危険性が大きく低減されるため、複雑な承認メカニズムを導入する必要がありません。
代わりに参加者の多数決による意思決定を採用し、スピーディに取引を承認できます。
参加者に報酬を支払う仕組みが不要なため、システム運営がシンプルです。
企業のネットワークに適した設計ですね。
コンソーシアムチェーン
コンソーシアムチェーンは、複数の企業や団体が共同でネットワークを管理・運営するブロックチェーンです。
プライベートチェーンのような限定的な参加者の枠組みを持ちながら、パブリックチェーンのような分散性も備えています。
複数の組織が運営に関わるため、単一の企業による支配を避けることができ、中央集権化のリスクを軽減しながら透明性を確保できるのが特徴です。
複数の企業が協力して商品の生産・移動・販売を共有する場面や銀行間の国際送金など、複数の企業による信頼が大切な場面で活躍します。
ブロックチェーン3つのメリット
ブロックチェーンが注目される理由は、従来のシステムにはない3つのメリットにあります。
- 仲介者を排除してコストを削減できる
- 改ざんがほぼ不可能
- システムダウンのリスクが低い
仲介者を排除してコストを削減できる
従来の国際送金では、複数の金融機関を経由する必要があり、各段階で異なる手数料が発生していました。
しかしブロックチェーン技術を利用すると、こうした中間業者を経由する必要がなくなります。
送金者と受け取り人がブロックチェーンネットワークで直接繋がるため、余計な手数料が大幅に削減されるのです。
さらに、処理時間も数分～数時間と飛躍的に短縮されます。
以下の図が従来の銀行とブロックチェーンの手数料の違いです。
このようにブロックチェーンは、低コスト・高速な国際送金を実現する、革新的・効率的な方法となっています。
改ざんがほぼ不可能
ブロックチェーンは過去の取引記録を改ざんするのが実質不可能な構造になっています。
複数のブロックをチェーン状に繋ぎ、最も計算量が多いデータを正しい記録として扱うルールがあるからです。
過去のデータを改ざんしようとすると、改ざん部分以降の全てのブロックも改ざんしなければいけません。
さらに、全体の計算量を超える規模で実行する必要があります。
これは物理的にほぼ不可能です。
実際、2009年に誕生したビットコインのブロックチェーンは、長年運用されていながら改ざんされたことがありません。
システムダウンのリスクが低い
ブロックチェーンには特定の管理者がおらず、世界中のコンピューターが一つのネットワークを支えています。
そのため、一部のコンピューターが故障しても、システム全体が停止することはありません。
銀行のような中央管理者がいる従来のシステムとは異なり、ブロックチェーンは独立した参加者が協力する仕組みで成り立っています。
取引を承認するマイナーは、企業や機関から強制されるのではなく、報酬を得たいという自分の利益のために、自発的に作業を行います。
世界中のマイナーが一斉にやめるとは考えにくいため、理論上ネットワークが停止することはありません。
ブロックチェーン3つのデメリット
ブロックチェーンには、実務運用上の課題が3つ存在します。
- 処理速度が遅い場合がある。
- セキュリティ攻撃のリスク。
- 記録データは削除不可。
処理速度が遅い場合がある
ブロックチェーンではすべての取引を検証するのに膨大な計算処理が必要です。
取引量が増えると処理が追いつかず、完了までに時間がかかる場合があります。
これを「スケーラビリティ問題」と呼びます。
通常は数分で済みますが、アクセスが集中すると数時間要することもあり、国際送金の本来の利点である「高速処理」が活かされません。
この課題に対応するため、現在「レイヤー2」という技術開発が進んでいます。
導入時には、処理遅延のリスクを事前に把握することが重要です。
セキュリティ攻撃のリスク
ブロックチェーンは強固なセキュリティを備えているとはいえ、理論上は「51%攻撃」と呼ばれる脅威を受ける可能性が存在します。
これは「最も計算量が多いチェーンが正しい」というルールで動作することから発生する弱点です。
つまり、ネットワーク全体の計算能力の51%以上を一つのグループが支配すれば、不正な取引が承認される恐れがあります。
ただし、ビットコインほどの規模のブロックチェーンでは、この攻撃は現実的に極めて困難です。
世界中の計算能力の半分以上を支配するには莫大なコストがかかり、技術的にも高度な専門知識が必要となるためです。
さらにセキュリティ技術も継続的に進化しており、51%攻撃のリスクはますます低くなっているといえるでしょう。
記録データは削除不可
ブロックチェーンの改ざん耐性の強さは、同時に大きな課題をもたらします。
一度記録されたデータは永遠に保存され、削除や修正ができないからです。
特に気をつけるべきは「送金先アドレスの誤入力」です。
銀行振込であれば誤送金を取り消せますが、ブロックチェーンでは送信した資金は二度と戻りません。
この状態を「セルフゴックス」と呼び、実際に多くのユーザーが経験しています。
対策としては、テスト送金（小額送金）などがあります。
ビジネスで使用する際も、人的ミスを防ぐため、複数段階の確認を行いましょう。
ブロックチェーンの活用例
ブロックチェーンはすでに様々な分野で活用されています。
政府機関から民間企業まで、透明性と効率性が求められるサービスで特に注目されています。
行政サービスでの活用例
北ヨーロッパのエストニアは、電子政府化の先進国として有名です。
この国では行政サービスの99%がインターネットで完結し、残り1%の紙での手続きは結婚・離婚・不動産の売却のみとなっています。（FAST GROWより）
このシステムの中核となるのが「X-Road」という連携システムです。
そしてブロックチェーン技術は、X-Road上のデータが改ざんされていないことを保証し、万一の改ざんも確実に追跡できるようにしています。
エストニアの事例は、透明性と効率性を両立させた電子政府の強力なモデルとなっているのです。
マーケットプレイスでの活用例
アメリカの「OpenBazaar」は、ブロックチェーンを活用したマーケットプレイス（メルカリやラクマ）の代表例です。
このプラットフォームでは、出品者と購入者が直接取引でき、ビットコインで決済できます。
ブロックチェーン技術により、取引相手の信用度を確認しながら安全に取引が進められるのです。
一般的なマーケットプレイスと異なり、仲介企業が存在しないため利用手数料がかかりません。
一般的なフリマアプリでは10%の手数料が発生するため、売り手も買い手も必然的にその負担を受け入れるしかありませんよね。
こうした利便性の高さがユーザーのニーズに合致しており、同様のサービスは今後さらに増えると予想されるでしょう。
ブロックチェーンに関するよくある質問
ブロックチェーンの仕組みを理解した後、自然に浮かぶ疑問への回答を以下にまとめています。
ブロックチェーンとビットコインって何が違うの？
ブロックチェーンは仮想通貨そのものではなく、データを安全に管理するための基盤技術です。
ビットコインは、このブロックチェーン技術を活用して実現された、世界初の仮想通貨を指しています。
つまり、ブロックチェーンが中核となる技術であり、ビットコインはそれを金銭の価値移転に応用したアプリケーションの一例に過ぎません。
この関係性を理解することで、ブロックチェーン技術が備える大きな汎用性が見えてくるでしょう。
ブロックチェーンを実際に活用している企業は？
ブロックチェーン技術の開発・運用を主導する企業として、いくつかの大手IT企業が挙げられます。
IBMはサプライチェーン管理や国際貿易分野でブロックチェーンの活用を推進し、複数のプロジェクトで成功を収めてきました。
Microsoftは自社のクラウドサービス「Azure」上にブロックチェーンの開発基盤を提供し、企業導入を支援しています。
Amazonも「Amazon Managed Blockchain」というサービスで、企業がブロックチェーン技術を容易に活用できる環境を実現しています。
ブロックチェーンの発明者は誰？
ブロックチェーン技術は、2008年にサトシ・ナカモトという匿名の人物によって発表された論文がルーツです。
その後、この論文に基づいて開発が進められ、2009年にはビットコインとして初めて実装されました。
興味深いことに、サトシ・ナカモトの正体は現在も謎に包まれたままです。
個人なのか組織なのか、どこの国の人物なのかすら判明していません。
この謎めいた背景は、ブロックチェーン技術の本質を象徴しており、中央の権力者に依存しない分散型システムという思想が創設段階から貫かれています。
まとめ｜ブロックチェーンの仕組みを理解して次のステップへ
この記事を通じて、ブロックチェーンの仕組みと改ざん耐性について学んできました。
- 分散管理・暗号化・ハッシュ関数・コンセンサスアルゴリズムの4つの技術が連動することで、中央管理者を必要としない信頼性の高いシステムが実現。
- メリットとして改ざん耐性・透明性・コスト削減が挙げられる一方で、処理速度やセキュリティリスク、記録データの削除不可といった課題もある。
- エストニアの電子政府やOpenBazaarなど、実務レベルでのビジネス活用が実際に進展している。
仕組みを理解することで、ブロックチェーン技術が本当に信頼できるのか、自分自身で判断できるようになります。