ブロックチェーンとは?分散型台帳の基礎や仕組み、セキュリティ、活用法を図解でわかりやすく解説!

ブロックチェーンとは?分散型台帳の基礎や仕組み、セキュリティ、活用法を図解でわかりやすく解説!

ブロックチェーン画像

ブロックチェーン技術は暗号資産を支えるコア技術として、2009年にサトシ・ナカモトによって開発されました。そのような背景もあり、フィンテック領域からブロックチェーンの活用が始まり、現在では非金融分野における活用が進み、様々な実証実験やビジネス実装に向けた取組が行われています。

しかし、ブロックチェーンという技術について、詳しく知っている人は多くはありません。例えば、ブロックチェーンに興味を持っている担当者がいても、周りの理解がなく、導入やビジネス実装が進まないといったことがよくあります。

ビジネスに大きな課題を抱えていたとしても、その最適解がブロックチェーン活用であることに気づいていない方も多いです。

そこで今回は、ブロックチェーンの基礎や仕組み、セキュリティ、活用法をわかりやすく解説していきます。

この記事を読めば、ブロックチェーンのイメージが掴め、自社のビジネスに活かすことができます。

ブロックチェーンとは?

ブロックチェーンとは、情報を分散して管理することによって、不正や改ざんを防ぐ仕組みです。分散型台帳管理技術のひとつともいえます。

ブロックチェーンは、AIや5Gのような新しい先進的で画期的な技術というよりも、従来からある技術を組み合わせることで実現できたセキュリティと情報共有の仕組みです。

ブロックチェーンがあれば、インターネットを通じてでも簡単に信頼関係が構築できます。どこの誰だかがわからなくても、不正や改ざんが行われないので、安心して情報や価値のやりとりができるようになります。

ブロックチェーンを使った代表的な取引の仕組みがビットコインです。ビットコインはブロックチェーン技術を応用したひとつの活用法に過ぎません。つまり、ブロックチェーンはもっとさまざまなことに活用でき、その可能性は非常に大きいのです。

ブロックチェーンを使えば、いままでできなかったことや難しかったことが実現できるようになります。多くのビジネスや社会の仕組みにおいてボトルネックとなっていた課題を、ブロックチェーンを使えばブレイクスルーできる可能性があります。

ブロックチェーンとインターネットの違い

ブロックチェーンとインターネットの違い

インターネットとは、スマホ・パソコンなどの情報機器を接続するネットワークです。インターネットに接続するルールを統一することで、24時間365日、誰でもあらゆるデバイスを用い、情報の検索・共有を可能にしました。

一方、ブロックチェーンでは、管理者や仲介業者を経由せずにユーザー全員に登録された情報がダイレクトに共有されます。一度入力された情報は誰にも変更することができないといった特徴があります。情報が更新される度に全く同じ情報が全員に送られるため、極めて透明性が高く、改ざんが行われるとすぐにそれが判明します。

ブロックチェーンの仕組みを図解でわかりやすく解説

ブロックチェーンの仕組みを図解でわかりやすく解説

ブロックチェーンの特徴をわかりやすく解説するために、小学生の通信簿を例にとって見ていきましょう。大切な情報が改ざんされた時、ブロックチェーンがどのように機能するのかイメージしやすくなると思います。

さて、明日から夏休みが始まることを楽しみにしているAくん。通信簿を先生からもらいました。成績の評価方法は5段階評価です。

成績通知表改ざん例1

今回の成績は1や2が多く、このまま見せるとAくんは親に怒られてしまうと考えました。そこで、通信簿の情報を書き換えることにしました。

成績通知表改ざん例2

評価1には「く」の字を足して4に書き換え、2の下には丸みをもたせることで3に偽造することができました。

成績通知表改ざん例3

Aくんはうまく偽造できたので、Aくんが意気揚々と帰宅しました。リビングの席に着くと両親、祖父母、姉、兄の全員がAくんの通信簿を手に持って怖い顔をしています。

実は先生は、Aくんに通信簿を渡すのと同時に、学校に通信簿の原本を保存し、写しを家族全員に配布していたのです。

成績通知表改ざん例4

偽造された通信簿を持っているのはAくんだけです。

成績通知表改ざん例5

情報が分散されて管理されているので、偽造があってもすぐにわかってしまいます。他で管理されている情報とAくんが改ざんした情報が合致しないからです。

このような管理を、分散型台帳管理といいます。情報が分散されることで、情報が改ざんされにくくなります。仮に一部で情報が改ざんされたとしても、他の台帳と合致しないため変更はエラーとなります。情報の変更は、他のすべての台帳が変更を承認しないかぎり反映されません。

つまり、Aくんだけが情報を書き換えても、他で保管している先生や家族が承認しない限り、改ざんは成立しないのです。

このようにブロックチェーンはユーザー全員が同一の情報を持ちます。そして、それぞれが情報の整合性を保っているため、改ざんを防いだり、改ざんされたとしても不正がすぐに見つかってしまうのです。
※今回の例は実際の事例ではなく、イメージを持ってもらうためのフィクションです

なぜブロックチェーンが必要なのか?ブロックチェーンのメリットとは?

なぜブロックチェーンが必要なのか?

なぜ、ブロックチェーンのような仕組みが必要とされているのでしょうか?

なぜなら、ブロックチェーンがあれば「信用」や「信頼」を簡単に担保できるからです。

インターネットを活用するか否かに関わらず、ビジネスが多様化した現在では、顧客への価値提供を1社ですべて完結することは困難になりました。様々なビジネスパートナーや関係者を巻き込んでビジネスは推進されますが、最も大切なピースとして「信用」や「信頼」が挙げられます。

多くの場合、ビジネスのサービス提供に関わる全ての登場人物を完全に信頼することは難しいのが現状です。食品偽造や情報の改ざん、出所不明の情報など、不安要素は枚挙に暇がありません。

そこで多くのビジネスには仲介者が必要になっています。しかし、仲介者は無償では働かない上、絶対に信頼できるという保証もありません。そのため、信頼できる仲介者を立てるためには莫大なコストがかかります。

例えば、銀行、保険代理店、不動産仲介業者、政府系機関、信用機関がこれに該当します。このような仲介者を立てることで、ビジネスを安全に進めることができます。一方、仲介者には手数料を払う必要があるためコストがアップします。また、仲介者の承認が必要になるため、手続きが煩雑になったり、契約の実行に時間がかかったりします。

ブロックチェーンでは、仲介業者などを経由せずユーザー全員にリアルタイムで情報が共有されます。情報を改ざんすることも難しいです。仲介業者が不要なので、公平で透明性が高い仕組みを構築でき、スピーディに手間なくビジネスを進めることができます。

仲介者を必要とせず、信用や信頼が担保でき、ビジネスをスムーズに進められることが、ブロックチェーンの大きなメリットなのです。

ブロックチェーンでできる5つの機能

ブロックチェーンでできる5つの機能

ブロックチェーンでできる5つの主な機能を解説します。

  1. 情報の正確性や耐改ざん性を高める
  2. トレーサビリティ
  3. IoTの機器管理
  4. スマートコントラクト
  5. トークン発行

それぞれを解説します。

情報の正確性や耐改ざん性を高める

事実証明1

ブロックチェーン上に情報を記録すると誰も削除することはできません。そのため、ブロックチェーンに記録されている情報が正しいものになります。

事実証明2

ブロックチェーン上にある情報を更新することはできます。ただし、更新された情報はユーザー全員に共有されます。

先述の通信簿の例をあげると、改ざんされる前の通信簿と改ざんされた後の通信簿がどちらも家族全員の手に渡ることになります。情報が更新されるときは必ず、それが「いつ行われたのか?」という時刻証明書とともに「誰によって行われたのか?」という記録も残されます。

事実証明3

つまりブロックチェーンを使えば、「担任の先生が作成し7月19日15時に校長先生によって許可したという情報が刻まれた通信簿」と「7月20日11時にあなたが評価を書き換えたという情報が刻まれた通信簿」がその都度、家族全員と学校に共有されます。

なおブロックチェーンでは情報の更新に整合性がとれなければ、その更新は却下されてしまいます。

このように分散管理されている仕組みがあるため、ブロックチェーン上にある情報を正しいものとして全員で共有できます。また、それを容易に改ざんしたり、削除したりすることはできません。

トレーサビリティ

トレーサビリティの説明図

ブロックチェーンの情報の正確性や耐改ざん性を活用することで、商品のトレーサビリティを実現させることができます。ブロックチェーンを使うと食卓に並んだ食品の原材料が何で、それがどこでどのように生産され、どのルートで工場に入り、いつ誰の手によって加工されて、店に輸送されたのかといった情報を、改ざん不可能な履歴としてリアルタイムで追うことができます。

このような仕組みはブロックチェーンが無くても可能でしたが、そのためには生産業者、流通業者、加工業者、小売業者が持つ異なる台帳をすべて突き合わせ検証を行う必要がありました。従来の仕組みでは、非常に手間がかかる上に、時間もかかる非効率な状態です。

ブロックチェーンを活用すれば、生産業者、流通業者、加工業者、小売業者など異なる事業者が保有する中で必要な情報のみ、リアルタイムで共有することができます。従来は7日間かけていた検証作業を、わずか2.2秒で完結させることができるようになった事例もあります。

リコールに対する素早い対応を実現させるだけでなく、フェアトレードの観点から適切な取引が行われているかどうかなどをモニタリングすることも可能です。

ブロックチェーンはトレーサビリティの実現にも活用されています。

IoTの機器管理

5G時代となり、IoT製品が爆発的に普及すると言われています。しかし、IoTはモノとインターネットを接続するいわゆる回路の役割を担うものです。どんなに効率・高速・大容量化してもその情報が活用されなければ、期待を上回るパフォーマンスを発揮することはできません。

そこでIoTにAIを活用すれば、学習の量と効率の飛躍的な向上に期待がされています。さらにブロックチェーンを加えれば、IoTが収集した情報をブロックチェーンが安全に蓄積したり、運用が適切であることを証明したりできるようになります。

例えば、工場地帯を一つの事業共同体として労働時間などの協定を結んだ場合、IoT接続した電力計で労働時間外の時間帯における電力使用量の許容範囲を規定するとします。

IoT危機管理1

協定通りに稼働しているのであれば、電力計はある一定の範囲内でしか動作しないでしょう。

IoT危機管理2

労働現場では、常に監視カメラが作動しており365日24時間の映像がサーバーに記録されます。もしも労働時間外に電力計が許容範囲を超えた場合、該当する時間帯の始まりの映像と終わりの映像が自動で付与される時刻証明書と紐付けられて、改変不可能な情報としてブロックチェーンに記録され、工場地帯の企業に共有されます。

IoT危機管理3

IoTの機器を管理すれば、マネジメントの質を高めながら、相互の信頼関係なしに他企業間での相互監視と知見の共有を実現することができます。

スマートコントラクト

ブロックチェーンでは、予め決められた条件に沿って人の手を介すことなくビジネスプロセスを自動的に実行することができます。これをスマートコントラクトといいます。

スマートコントラクト説明図

例えば、デジタル上のアート作品の中古販売(上記図)などにもブロックチェーンは活用できます。

スマートコントラクトとして下記のような条件を設定できれば、デジタル上のアート作品の中古販売がスムーズに行えるようになります。

スマートコントラクト2次流通モデル

このような取り決めをプログラム上で予め行うことで、人的ミスや事務作業コストを削減しながら詐欺被害を撲滅したり、2次流通における製作者還元を実現することができます。

トークン発行

ブロックチェーンには独自の通貨を発行する機能があります。これをブロックチェーントークンと呼びます。

トークンの移動や蓄積はブロックチェーン上で行われるので、すべての取引が透明化されます。単純な貨幣としての活用だけでなく、小売企業のポイントやクリーンエネルギー利用や温室効果ガスを削減するためのカーボンクレジット、金融システムのクレジットスコアなどでの活用が進んでいます。

ブロックチェーントークンの活用例

貨幣として活用する場合には、地域通貨としての活用などが挙げられます。

例えば商品券などの前払式支払手段のように、自治体などが現金とトークンを交換します。トークンは限られた地域の商店でのみ活用でき、店も支払われたトークンを自治体と現金で交換できます。トークンが流通することで、地域経済の活性化に繋がります。トークンによる経済効果や取引の履歴はすべてブロックチェーンに記録されるため透明性の高い地域通貨の運用も可能になります。

地域通貨におけるトークンの活用

まとめ ブロックチェーンの基礎や仕組み、セキュリティ、活用法について

まとめ ブロックチェーンの基礎や仕組み、セキュリティ、活用法について

今回は、ブロックチェーンの基礎や仕組み、セキュリティ、活用法について解説しました。

ブロックチェーンに関する基礎知識や活用イメージを持っていただけたら幸いです。ブロックチェーンは最先端技術のように思われがちですが、実は従来からある仕組みや考え方を組み合わせたものなのです。

しかし、ブロックチェーンを活用すれば、従来のビジネスやITソリューションにおいて課題となっていた多くのボトルネックを解消することができます。

ブロックチェーンの可能性はまだまだ無限大に広がっていくことでしょう。自社のビジネスにブロックチェーンを活用すれば、今までにできなかったブレークスルーを実現できるかもしれません。

ぜひブロックチェーンの活用を考えてみましょう。

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