ビットコインの仕組み

ビットコインとは

ビットコインは サトシ・ナカモトと名乗る人物によって投稿された論文に基づき運用された決済プラットフォームであり、2009年に運用が開始されました。ビットコインは仮想通貨とか暗号通貨などと呼ばれ、近年注目を集めています。ここでは、ビットコインの代表的な特徴ど、決済システムとして機能するための基本的な仕組みを解説します。

ビットコインの特徴

初めて聞く人は、ビットコインは他のSuicaやiDなどの電子マネーとどう違うのかと思うかもしれません。ビットコインが他の電子マネーとの違いは大きく以下の2点です。

  • 通貨の価値・信頼性を担保する中央管理者が不在。
  • 全ての取引(トランザクション)が記録され、公開されている。

例えば、SuicaであればJR東日本などの交通事業者がその電子マネーの価値、信頼性を担保しています。また電子マネーではありませんが日本円であれば、日銀がその通貨の価値、信頼性を担保しています。ビットコインにおいてはこのような特定の中央管理者が存在せず、システムの仕組みとそのシステム利用者全体によって通貨の価値、信頼性を維持します。

特定の中央管理者が不在のメリットは、現在の日本ではあまり感じられないかもしれませんが、政情不安などで通貨の価値が担保されるかどうかが怪しい国や状況においては、中央管理者が不在である決済プラットフォームは必要であると考えられます。

ビットコインの重要な仕組み

ビットコインの決済プラットフォームを実現する上で、重要は仕組みとなる以下の2点について説明します。

署名による送信者から受信者へのコインの受け渡し

ビットコインは中央管理者が不在なため、管理者を介さずに直接送信者から受信者へコインを送れることが特徴です。このコインの送付は、公開鍵暗号方式という仕組みに基づいて行われています。公開鍵暗号方式について詳細な説明をすると複雑になってしまうため、コインの受け渡しが説明できる概念的な部分のみに留めておきます。

公開鍵暗号方式は、秘密鍵と公開鍵という2種類の鍵を使用します。公開鍵はそれに対応する秘密鍵があり、それぞれ以下のように使用します。

  • 秘密鍵 … 自分のみが所有している鍵。自分が所有している(未署名の)ビットコインに対して秘密鍵で署名することで、送信を記録する。
  • 公開鍵 … 誰もが参照、使用できる鍵。送信先に対して公開鍵で署名することで、受信を記録する。

秘密鍵は自分のみ、公開鍵は誰でも使えることにより、自分の所有しているコインを送信できるのは自分(秘密鍵の所有者)だけとなり、送信先は誰にでも送ることができます。この送信者が受信者に X ビットコイン送った、という送信記録を トランザクションと言います。

トランザクションの承認

上記のコインの送受信を記録するトランザクションは、電子的なデータなのでコピー(二重送信)や改ざんができてしまい、これを防ぐためにトランザクションの承認の仕組みがビットコインにあります。まず、複数のトランザクションをまとめて、ブロックと呼ばれる1つの固まりを作ります。ブロックを作るとき、Nonceというある特殊な条件を満たす数字を付与しなければいけません。このNonceを探すのは簡単ではなく膨大なコンピュータリソースを使います。このNonceを探し出してブロックを一番早く生成したところに、新たにコインが付与されます。これをマイニングと言い、コンピュータリソースを消費して承認を行うことを Proof of Work(プルーフオブワーク) と言います。このNonceはトランザクションと過去のブロックのデータに基づいて生成されるため、トランザクションのデータが改ざんされた場合、Nonceを再度計算する必要があります。またNonceは過去のブロックの情報も使用するため、過去のブロックのデータが改ざんされると、そこから先のブロック全てのNonceを再計算する必要があるため、改ざんの抑止が可能です。この仕組みはブロックチェーンと呼ばれています。

おわりに

今回はビットコインの特徴的な仕組みを2点解説しました。技術的な詳細部分までは立ち入っていないですが、ブロックチェーンは他の分野でも応用例が検討されていますので、原理を理解しておくと良いでしょう。