暗号資産の仕組みや基礎知識(初心者ガイド)

暗号資産(仮想通貨)とは

暗号資産とは、パソコンやスマートフォン上で利用できる電子データのことで、すべての資産はブロックチェーン上で管理されます。

インターネット上で送金や決済に用いられ、世界中の取引所で法定通貨や別の暗号資産と交換することができまます。

また、法定通貨は発行主体がありますが、暗号資産には発行主体や管理者が存在しないことが多いです。

暗号資産の代表とも言える「ビットコイン」もその一つです。

代表的な暗号資産「ビットコイン」とは

ビットコインは暗号資産の一つで、サトシ・ナカモトと名乗る人物が2009年に公表した論文から始まりました。

ブロックチェーン技術を採用しており、データの通信方式には、P2P(ピアツーピア)と呼ばれる通信方式を利用しています。

法定通貨との交換が可能で、支払いや送金などに利用することができます。

ビットコインに関する詳しい説明はこちらをご確認ください。

*作成中*ビットコインや各種アルトコインの仕組み・特徴

 

ブロックチェーンの仕組み

ブロックチェーンは、別名「分散型台帳」と呼ばれています。

この技術は、ブロックと呼ばれる台帳に取引履歴が記録され、そのブロックがチェーンのように繋がっていくことからその名がつけられました。

ブロックチェーンの強みは、仲介する管理者がなくても安全にシステムを運用することができる点です。

ブロックチェーンのデータを管理しているネットワークには、P2P(ピアツーピア)と呼ばれる通信技術が取り入れられています。これにより、ネットに接続されている端末(ノード)同士が平等に情報を管理できる仕組みになっています。

 

さらに、ネットワーク上の各ノードが同じ情報を管理・監視しているため、一つのノードがハッキングにあったとしても、ブロックチェーン上にある情報がすべて失われるということはありません。

チェーン上に繋がれたブロックの内容を改ざんするには、そのブロックにつながっている後ろのブロックも全てを改ざんする必要があります。そのため、ブロックチェーン上に記録されている情報は、改ざんすることは極めて困難であり、ほぼ不可能だと言われています。

このようにユーザー同士が互いを監視する仕組みのため、ビットコインも非中央集権的でありながら安全な運用を可能としています。

 

P2P(ピアツーピア)とは

P2P(ピアツーピア)は「Peer to Peer」という言葉の略語で、暗号資産に限られた用語ではなくインターネットに代表されるデータのネットワークモデルの一つです。

Peerは「同等の」「同格の」という意味を持っており、P2Pとは「同等のもの同士のネットワークシステム」を指します。

従来、インターネットにおいて一般的に用いられているサーバーシステムは「クライアント・サーバー型」と呼ばれるシステムでした。このシステムは、「無数のパソコン(クライアント)が中央で機能しているサーバーシステムにアクセスする」という仕組みです。

 

これに対し、P2Pのシステムではクライアントサーバーシステムでいう中央で機能するサーバーは存在しません。それぞれのパソコンが、「サーバー的役割」と「クライアント的役割」の両者を備えています。そのため、サーバーへの負担が原因になって起こるサーバーのパンクや、ダウンロードに時間がかかるという問題を防ぐ事が可能です。

P2Pを利用したアプリケーションは数多く存在していますが、暗号資産のブロックチェーンもP2Pのシステムを採用しています。P2Pを採用しているため、ユーザーが増えても暗号資産の取引や送金は問題なく行えています。

暗号資産を支えている技術には様々なものがありますが、P2Pもなくてはならない技術だと言えるでしょう。

 

コンセンサスアルゴリズムとは?

暗号資産の取引を承認するための仕組みのことを「コンセンサスアルゴリズム」と言います。

「取引の合意(コンセンサス)をどのような方法(アルゴリズム)で行うか」という意味です。

なお、暗号資産ごとに採用されているコンセンサスアルゴリズムは違い、種類がいくつか存在しています。

次項ではそれぞれの詳しい内容を確認していきたいと思います。

①PoW(プルーフ・オブ・ワーク)

Powはもっとも代表的なコンセンサスアルゴリズムです。
名前に「Work(仕事)」とあるように、仕事量によって取引承認者を決定します。
具体的には、多大な計算量を要する問題を一番早く解いた人に取引を承認する権利を与えています。

【メリット】

非中央集権であり、大量の問題を解く必要が有るためハッキングなどの攻撃に強い。

 

【デメリット】

問題を解くために大量の電力が必要なためコストが高く、環境に与える負担も大きくなる。

 

【代表的なコイン】

ビットコイン(BTC)、ライトコイン(LTC)

 

②PoS(プルーフ・オブ・ステーク)

PoSの名前にある「Stake」は、「Stake Holder(資産保有者)」というビジネス用語としても知られています。
この名前からも分かるように、暗号資産保有者を大切にします。そのため、暗号資産の保有量や保有期間に応じて取引承認者を決定します。

【メリット】

大量の問題を解く必要が無く、多くの電力を必要としないため環境に優しい。

 

【デメリット】

保有量に応じて承認者を決定するため、資金力がある人に権利が集中してしまう可能性がある。

 

【代表的なコイン】

イーサリアム(ETH)

※現在PoWからPoSへ移行するアップデートの最中

 

③PoC(プルーフ・オブ・コンセンサス)

PoCではValidator(バリデータ)と呼ばれる人が取引の承認作業を行います。バリデータの選出は、その暗号資産の発行元の企業が行います。
「バリデータの80%以上が承認すれば取引を行える」という仕組みになっています。
これまでのPoWやPoSは承認作業に誰でも参加することができましたが、PoCは選ばれた人だけが承認作業を行える点が特徴です。

【メリット】

面倒な計算がなく、保有量にも左右されないため、取引の承認作業をスムーズに行うことができる。

 

【デメリット】

発行元の企業が承認者を決めるため、中央集権的になりやすい。

 

【代表的なコイン】

リップル(XRP)

 

④PoI(プルーフ・オブ・インポータンス)

PoIでは、コミュニティへの貢献度に応じて取引承認を行う権限が与えられる。
その暗号資産の保有量・取引量やコミュニティで活発に活動している人を大切にする特徴を持っています。

【メリット】

コミュニティの活動が促進されるため、その暗号資産が普及していく。また、総合評価のため公平性が保たれやすい。

 

【デメリット】

取引承認者は一定以上の暗号資産の保有を求められるため、基準に満たない人は承認作業に参加できない。

 

【代表的なコイン】

ネム(XEM)

 

マイニングの仕組みと種類

マイニングとは取引の承認作業を行うことを指します。この取引の承認作業を行う人のことをマイナーと呼びます。

暗号資産の送金には取引の承認が必要です。送金時に取引の承認が行われることで、個人間での暗号資産のやり取りができています。

マイナーはマイニングを行い、取引の承認を行うことでマイニング報酬を受け取ることができます。マイニング報酬は、暗号資産を送金するユーザーが支払う送金手数料から支払われます。

マイニングにより承認された取引データは新しいブロックとして前回のブロックに繋がれていきます。

ブロック内には、「いつ・誰が・どのくらいの通貨を取引したか」という情報が暗号化されて書き込まれていきます。

ここからは、3つのマイング方法について解説していきます。

①ソロマイニング

その名の通り、一人でマイニングを行う手法です。

そのため、一人で機材の準備を行う必要があるため費用がかかります。

利益が出ればその利益を独占することが出来ますが、全く利益の出ない場合も有るハイリスク・ハイリターンな方法です。

②クラウドマイニング

自身でマイニングを行うのではなく、マイニングを行う企業などに資金を投資し、代わりにマイニングを行ってもらう手法です。

暗号資産の普及に伴って、個人でマイニングの利益を得ることが難しくなってきたため生まれた手法です。

クラウドマイニングでは、膨大な初期投資や技術知識を持たなくても、マイニングに参加することができます。

しかし、クラウドマイニングへの出資自体が詐欺である可能性もあるため、参加する場合は自身でしっかりと調べ、納得できた上で投資を行うことが大切です。

③プールマイニング

複数のマイナーで協力してマイニングを行う手法です。

複数人で一緒にマイニングをすることで、一人一人のパワーが小さくても、気軽に安定した利益を出すことが可能です。

しかし、報酬は平等に分配され、仮に自分のパソコンでマイニングに成功したとしてもボーナスが払われることは無いので、大きな報酬を期待することはできません。

 

ハードフォークの仕組みと特徴

ハードフォークは暗号資産の機能改善(アップデート)の際に発生するブロックチェーンの分岐のことです。

1つのチェーンが2つに分岐する様子が「フォーク」と似ていることから、この名がついたようです。

ハードフォークが起こると、それまで使っていた古いブロックチェーンから新しいブロックチェーンへ移行されます。

 

新しいチェーンへ移行後、古いチェーンがなくなるわけではありませんが、新しいチェーンと古いチェーンでは別のルールが適用されます。そのため、両者の間に互換性はありません。

また、ハードフォークには、「コミュニティが満場一致で賛同した場合のハードフォーク」と「コミュニティ内で意見の対立が起きた場合のハードフォーク」の2種類があります。

後者の場合、反対派の人達が古いブロックチェーン上で新しい暗号資産を作成し、保有者に対してその通貨が付与されます。

一方で、従来のチェーンと新しいチェーンの間で互換性を保ったまま行われる簡易的なアップデートのことを、ソフトフォークと呼びます。

次項では2種類のハードフォークに関して、実際にあった具体例をお伝えします。

コミュニティが満場一致で賛同した場合のハードフォーク(ETHの例)

これまでのイーサリアム(ETH)は、コンセンサスアルゴリズムにPoWを採用していました。しかし、PoWはエネルギー効率が悪いため、現在PoSベースに移行するための大型アップデートを行っています。

この大型アップデートは4段階に分かれており、2021年6月現在では、4回目の大型アップデートである「セレニティ(イーサリアム2.0)」の途中まで完了しているところです。

このハードフォークは、ロードマップに沿ってアップデートが行われており、コミュニティ内で意見の対立が起きていません。アップデートの意見の対立がなかったため、通常のハードフォークが行われています。

 

コミュニティ内で意見の対立が起きた場合のハードフォーク(BCHの例)

ビットコインキャッシュ(BCH)は、2018年11月にコミュニテイ内で意見の対立が合った状態でハードフォークが行われました。

ビットコインキャッシュの最大勢力であるビットコイン ABC と、ビットコイン考案者サトシ・ナカモト氏の開発理念( Satoshi Vision )に忠実な通貨の開発を目指すビットコイン SV が開発方針を巡って対立しました。

このハードフォークでは、ビットコインABC側がイーサリアムのようなスマートコントラクト機能やその他にも様々な拡張機能を付加できるようにするためのコードを加えるアップデートを行っています。

一方で、ビットコインSV側はこれまでのブロックサイズ(32MB)を、128MBに引き上げる計画していました。さらに、アップデート時にはビットコインに本来備わったコードを追加しています。

意見の対立がある状態でハードフォークが行われたため、ブロックチェーン分岐後、ビットコインSV側が新通貨(BSV)を作成し、ビットコインキャッシュ保有者に付与されました。