最近ニュースを見ている人は、ブロックチェーンと呼ばれるものについて聞いたことがあるかもしれません。これは、特定の用途においてデータを非常に安全にする概念です。おそらく ビットコインに関連して 聞いたことがあるでしょうが、ビットコインには誰もが好む暗号通貨をはるかに超えた用途があります。ここではその仕組みを簡単に説明します。
すべては暗号化から始まります
ブロックチェーンを理解するには、暗号化を理解する必要があります。暗号化の考え方はコンピューターよりもはるかに古いものです。それは単に、情報を理解するために特定のキーが必要になるような方法で情報を再配置することを意味します。 Kix シリアルの箱に入っているシンプルな デコーダー リングのおもちゃは、 最も基本的な暗号化の形式です。文字を数字に置き換えるキー (暗号とも呼ばれます) を作成し、そのキーを通じてメッセージを送信します。その後、鍵を他の人に渡します。キーのないメッセージを見つけた人は、「クラック」されていない限り、メッセージを読むことができません。軍は、コンピューターが登場するずっと前から、より複雑な暗号を使用していました (たとえば、第二次世界大戦中に エニグママシンが メッセージを暗号化および復号化しました)。
ただし、最新の暗号化は完全にデジタルです 。今日のコンピューターは非常に複雑かつ安全な暗号化方法を使用しているため、人間による単純な計算では解読することは不可能です。ただし、コンピューターの暗号化テクノロジーは完璧ではありません。十分に賢明な人々がアルゴリズムを攻撃すれば依然として「クラッキング」される可能性があり、所有者以外の誰かがキーを見つけた場合にはデータは依然として脆弱です。しかし、iPhone や Android で現在標準となっている AES 128 ビット暗号化のような消費者レベルの暗号化でも、ロックされたデータを FBI から遠ざけるには十分です。
ブロックチェーンは共同で安全なデータ台帳です
暗号化は通常、ファイルをロックして特定の人だけがアクセスできるようにするために使用されます。しかし、誰もが見る必要がある情報 (たとえば、法律で公開する必要がある政府機関の会計情報など) があり、それでも安全である必要がある場合はどうすればよいでしょうか?ここで問題が発生します。情報を表示および編集できる人が増えるほど、情報の安全性が低下します。
ブロックチェーンは、これらの特定の状況におけるセキュリティのニーズを満たすために開発されました。ブロックチェーンでは、情報にアクセスして更新されるたびに、その変更が記録および検証され、その後暗号化によって封印され、再度編集することができなくなります。その後、一連の変更が保存され、合計レコードに追加されます。次回誰かが変更を加えると、最初からやり直して、暗号化されて前のブロックに付加された新しい「ブロック」に情報が保存されます (したがって「ブロック チェーン」)。この繰り返しのプロセスにより、情報セットの最初のバージョンが最新のバージョンに接続されるため、誰もがこれまでに行われたすべての変更を確認できますが、投稿および編集できるのは最新バージョンのみです。
このアイデアは比喩に抵抗があるかもしれませんが、レゴ セットを組み立てている 10 人のグループに属していると想像してください。一度に追加できるのは 1 つのピースのみであり、ピースをまったく削除することはできません。グループの各メンバーは、次の部分をどこに配置するかについて具体的に同意する必要があります。この方法では、いつでもプロジェクトの最初の部分まですべての部分を表示できますが、変更できるのは最新の部分のみです。
もう少し関連性の高いものとして、Google ドキュメントや Office 365 のスプレッドシートなどの共同作業用ドキュメントを想像してください。ドキュメントにアクセスできる全員が編集でき、編集するたびに変更が保存され、新しいスプレッドシートとして記録されます。その後、文書履歴にロックされます。したがって、加えられた変更を段階的に戻すことができますが、情報を追加できるのは最新バージョンにのみであり、すでにロックされているスプレッドシートの過去のバージョンを変更することはできません。
おそらく聞いたことがあると思いますが、安全で常に更新される「台帳」というこの考え方は、最も理にかなっている財務データに主に適用されています。ビットコインのような分散型デジタル通貨は、ブロックチェーンの最も一般的な用途です。実際、最初のブロックチェーンはビットコイン用に作られ、アイデアはそこから広がりました。
技術的な内容: ステップバイステップ、ブロックごと
これらすべてが実際にコンピューター上でどのように行われるのでしょうか?これは、暗号化とピアツーピア ネットワーキングを組み合わせたものです。
ピアツーピア ファイル共有についてはよくご存知かもしれません。これは、ユーザーが 1 つの接続からよりも効率的に複数の場所からデジタル ファイルをアップロードおよびダウンロードできる BitTorrent などのサービスです 。 「ファイル」はブロックチェーンの中核となるデータであり、ダウンロード プロセスはファイルを最新かつ安全に保つ暗号化であると想像してください。
または、上記の Google ドキュメントの例に戻ります。作業中の共同作業ドキュメントがサーバーに保存されていないと想像してください。代わりに、これは各個人のコンピュータ上にあり、以前の記録を誰も変更していないことを確認するために常に相互にチェックおよび更新を行っています。これにより「分散化」されます。
これがブロックチェーンの背後にある中心的な考え方です。ブロックチェーンは、集中サーバーやストレージを使用せずに、継続的にアクセスされ、同時に保護される暗号化データであり、データの新しいバージョンごとに変更の記録が組み込まれます。
したがって、この関係においては 3 つの要素を考慮する必要があります。 1 つは、ブロックチェーン レコードのコピーをすべて保存するピアツーピア ユーザーのネットワークです。 2 つ目は、これらのユーザーが情報の最新の「ブロック」にデータを追加し、情報を更新して全体の記録に追加できるようにすることです。 3 つ目は、最新のブロックについて合意するためにユーザーが生成する暗号シーケンスで、レコードを形成するデータのシーケンス内の所定の位置にブロックをロックします。
最後の部分がブロックチェーンサンドイッチの秘密のソースです。デジタル暗号化を使用して、各ユーザーは、記録を安全に保つための超複雑な数学の問題のいくつかを解決するために、コンピューターの能力を提供します。 「ハッシュ」として知られるこれらの非常に複雑なソリューションは、どのアカウントが会計台帳でお金を追加または減算したか、そのお金がどこへ行ったのか、どこから来たのかなど、記録内のデータの中核部分を解決します。データの密度が高くなるほど、暗号化は複雑になり、暗号を解決するためにより多くの処理能力が必要になります。 （ちなみに、ここでビットコインの「マイニング」というアイデアが登場します。）
要約すると、ブロックチェーンは次のようなデータであると考えることができます。
- 常に更新されます。 ブロックチェーンのユーザーはいつでもデータにアクセスし、最新のブロックに情報を追加できます。
- 配布済み。 ブロックチェーン データのコピーは各ユーザーによって保存および保護され、新しい追加については全員が同意する必要があります。
- 検証済み。 新しいブロックへの変更と古いブロックのコピーの両方について、暗号検証を通じてすべてのユーザーが同意する必要があります。
- 安全な 。古いデータの改ざんや新しいデータの保護方法の変更は、暗号化方法とデータ自体の非集中ストレージの両方によって防止されます。
信じられないかもしれませんが、これはさらに複雑になります…しかし、これが基本的な考え方です。
ブロックチェーンの実際: (デジタル) お金を見せてください!
それでは、これがビットコインのような暗号通貨にどのように当てはまるか例を考えてみましょう。あなたが 1 ビットコインを持っていて、それを新しい車に使いたいとします。 (自転車、家、中小規模の島国など、 今週の 1 ビットコインの価値はいくらでも構いません。 ) ソフトウェアを使用して分散型ビットコイン ブロックチェーンに接続し、リクエストを送信します。車の販売者にビットコインを送金します。その後、トランザクションがシステムに送信されます。
システム上のすべての人がそれを見ることができますが、あなたの身元と販売者の身元は一時的な署名にすぎず、デジタル暗号化の中心を形成する巨大な数学的問題の小さな要素にすぎません。これらの値はブロックチェーンの方程式に組み込まれ、問題自体はピアツーピア ネットワーク上のメンバーが暗号化ハッシュを生成することによって「解決」されます。
トランザクションが確認されると、1 ビットコインがあなたから販売者に移動され、チェーンの最新のブロックに記録されます。ブロックは完成し、封印され、暗号化で保護されます。次の一連のトランザクションが開始され、ブロックチェーンは長くなり、更新されるたびにすべてのトランザクションの完全な記録が含まれます。
さて、ブロックチェーンを「安全」と考えるときは、その背景を理解することが重要です。暗号を保護するために使用される方法が「解読されていない」限り、個々のトランザクションは安全であり、全体の記録も安全です。 (そして、覚えておいてください、これを解読するのは本当に困難です — FBI ですら、単なるコンピューティング リソースだけでは解読できません 。) しかし、ブロックチェーンの最も弱い部分は、そう、あなた — ユーザーです。
他の人があなたの個人キーを使用してチェーンにアクセスすることを許可した場合、または単にあなたのコンピュータにハッキングすることによってそれを見つけた場合、彼らはあなたの情報をブロックチェーンに追加することができ、それを止める方法はありません。これが、 主要市場に対する大々的に宣伝された攻撃 でビットコインが「盗まれる」方法です。侵害されたのは、ビットコインのブロックチェーン自体ではなく、市場を運営していた企業です。そして、盗まれたビットコインは、ブロックチェーンによって検証され永久に記録されるプロセスを通じて匿名ユーザーに転送されるため、攻撃者を見つけたりビットコインを取り戻したりする方法はありません。
ブロックチェーンで他にできることは何ですか?
ブロックチェーン技術はビットコインから始まりましたが、非常に重要なアイデアであるため、長くは残りませんでした。常に更新され、誰でもアクセスでき、非集中型ネットワークによって検証され、信じられないほど安全なシステムには、さまざまなアプリケーションが含まれています。 JPモルガン・チェースやオーストラリア証券取引所などの金融機関は、（ビットコインのような暗号通貨ではなく、従来のお金のための）金融データを保護し配布するためのブロックチェーン・システムを開発しています。ビル＆メリンダ・ゲイツ財団は、ブロックチェーン システムを使用して、通常の銀行口座を持たない数十億の人々に無料の分散型銀行サービスを提供したいと考えています。
Hyperledger のようなオープンソース ツールは、ブロックチェーン技術をより幅広い人々が利用できるようにしようとしています。場合によっては、他の設計を保護するために必要な膨大な量の処理能力を必要とせずにそれを実現できます。共同作業システムは、ブロックチェーン技術を使用して検証および記録できます。常に記録、アクセス、更新する必要があるものはほとんどすべて同じ方法で使用できます。
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