とってもやさしいビットコイン

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ビットコインや仮想通貨の知識が全くない初心者の方でもビットコインや仮想通貨がどういうものなのか分かりやすく理解できるブログを目指してます。

ブロックの頭には全ての情報が詰まっている!?

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ビットコインを調べていると必ずと言っていいほど「ブロックチェーン」とは何なんだ!?というところに行きつくと思います。ブロックチェーンが世界を変えるのか、ブロックチェーンの仕組みはどうなっているのか、特に初心者は疑問に感じます。

そこで今回はブロックチェーンのヘッダ、「頭」の部分について分かりやすく解説をしたいと思います。

 

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ブロックチェーンとは

 

そもそもブロックチェーンとはなんなのか、概要を知るところから始めましょう。当ブログでは完全に初心者向けに解説しているのでまずは「何となく」から理解していきましょう。

概要についてはこちら

ブロックチェーンとは

ブロックチェーンをちょっと詳しく!①

ブロックチェーンをちょっと詳しく!②

 

 

さて、概要を理解していれば後は少しずつ深く掘り下げていくことで知識をより増やしていきましょう。

ブロックチェーンはデータによって成り立っております。別に立方体であるわけではありません。ブロックチェーンのブロックはインターネットのページのように「ヘッダ」という頭の部分があります。実はその「頭」の部分にはとても重要な情報が詰まっているのです。人間で言う「脳」のようなイメージです。

 

ブロックヘッダについて

 

ブロックヘッダ=ブロックの頭 の部分にはどのような情報が詰まっているのでしょうか?

ブロックチェーンはビットコインの公開台帳のようなものですので基本的にはそのほとんどが「トランザクション」と呼ばれる「ビットコインの取引」によって構成されております。これは台帳のようなものであるというブロックチェーンの性質を知っていれば容易に想像がつくと思います。ですがブロックヘッダの部分は少しその他の部分とは違う情報が入っております。具体的にどんな情報が入っているかというと簡単に言って

・一つ前のブロックとつなぐチェーンの要素

・マイニングにかかわる要素

・そのブロックのトランザクションを要約した要素

から成り立っております。(マイニングとは?⇒初心者も分かるビットコインのマイニングとは

一つずつ解説をしていきます。

 

 

・一つ前のブロックとつなぐチェーンの要素

 

これは「ブロックチェーン」がブロック「チェーン」と呼ばれるゆえんにかなり関係しております。と、いうのもブロックが立方体ではないのと同じように「チェーン」も「鎖」ではありません。こちらについては以前記事を書いたので詳しくは⇒ブロックチェーンの「チェーン」の仕組みとは?をご覧いただければと思いますが、簡単に言うと「前のブロックの続きですよ」という証明の部分になっております。どういう事かというと、ブロックはそれぞれブロックヘッダを持っています。これはブロックチェーンの起源でもある「genesisブロック」も例外ではありません。(genesisブロックって?⇒ブロックチェーンの始まり「genesisブロック」とは

 

それぞれのブロックヘッダをある演算によって出した値を次のブロックに組み込むことにより、「このブロックは一つ前のブロックの続きですよ」と分かるようにしてあるのです。ですのでもし仮に前のブロックの中身を改ざんした場合、そのブロックヘッダの値が変わります。すると繋がっていた次のブロックのブロックヘッダにあるそれまで「前のブロックの続き」の証明をしていたデータとは異なるものになってしまうのです。すると、この改ざんしたブロックの次のブロックも改ざんしなくてはならなくなってしまいます。ブロックが沢山繋がれていればいるほど過去のデータを改ざんするのが難しくなるのはブロックチェーンのこの特性のためなのです。(こちらでも解説しております⇒<ブロックチェーンの性質>過去のブロックのリスク低下について

 

・マイニングにかかわる要素

 

ブロックヘッダにはマイニングにかかわる要素を含んでおります。ブロックが作られた時間やブロックを作るときの難易度などがこれに当たります。これはマイニングの知識が必要になってくるので詳しくは解説を省きますが、ビットコインが取引に「最低10分かかる」と聞いたことのある方にとってその理由を理解するためのカギになります。

 

というのも、ブロックを作る時の難易度によりビットコインの取引にかかる10分というのが調整されるのです。(この難易度の事をdifficultyと呼びます)ビットコインはデータにより成り立っているので基本的に全ての行為はプログラム・計算(演算)・文字列により動きます。つまり、もしブロックの作成の難易度を調整する機能が無ければ仮に科学技術の進歩により超高性能コンピューターが開発されてしまうと軽く演算が終了し、それによりマイニングのシステムが壊れてしまいます。ですのでそのようなコンピューターが出現したりしてもいいように演算の難易度を調整することで、ブロックを作るのには10分かかるようにしているのです。

(ここはマイニングの分野ですので詳しく書くとかなり長くなってしまいますのでここでは省略しています。マイニングのシステムについてはこちら⇒ビットコイン「マイニングの報酬」の仕組み

 

・そのブロックのトランザクションを要約した要素

 

最後にブロックヘッダの「そのブロックのトランザクションを要約した要素」についてです。これはどういうことかと言えばそのブロックに埋め込まれた全取引を圧縮してあるので、ここからすぐに特定の取引についての情報を取り出すことができるのです。これはかなり優れものです笑

 

ビットコインのブロックチェーンは全てが繋がれているため、システムが成り立ちます。しかし、逆に全てが繋がれてしまっているために実際にビットコインを自分だけで管理しようとするとかなり大量のデータを保存できるコンピュータが必要になります。しかもその量は次々と増えていく為全員が全員保持することは現実的に考えて不可能です。すると、特定の人の為の貨幣になってしまいます。これでは使えないので、ビットコインには「軽量クライアント(SPVノード)」と呼ばれる、大量のデータを保存していなくても利用できる参加方法(利用方法)があります。

 

どういう事かというと、この軽量クライアントは「ブロックヘッダ」のみを保存しておくのです。ブロックヘッダにはそのブロック内の取引を要約してあるデータがあるので、特定の取引を参照しようとしたときはそこにアクセスをし、そこから特定の取引を引っ張ってくれば良くなります。そうすることでデータ量を抑える事ができるため、私たちが持ち運びできるようなスマートフォンなどでも利用できることになるのです。(軽量クライアントについて⇒ビットコインの軽量クライアントとは

このブロック内の要約は「マークルツリー」と呼ばれる手法が使われており、ここでもハッシュ値(ビットコインで多く使われる演算)が利用されます。(ハッシュについて⇒ハッシュ関数って何?

更に詳しくはこちら⇒ビットコインとマークルツリーとマークルパスと

 

まとめ

 

ブロックチェーンと一口に言っても様々な要素が含まれてビットコインは動いております。ビットコインが面白い理由の一つに既存の技術を組み合わせて独自のシステムを作り上げているそのオリジナリティにあると思います。

ビットコインは知れば知るほど面白いです。是非興味がある方は自ら情報収集してみましょう!!

 

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ビットコインとブロックチェーン:暗号通貨を支える技術

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