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経済学とITの両方に知見のある資格キラーが初学者に向けてビットコインの仕組みを紹介してみる
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     2017年末ーー世間はビットコインに熱狂した。それから数年経ち、今では大半の人がビットコインは危ない物という認識のままビットコインは時代の陰でヒッソリとナリを潜めているのです。

     


    私がビットコインを知ったのは2011年頃でした。インターネット上の新通貨という文句があれど、当時は関心を持たずにスルーしておりました。しかもその時はリーマンショック後の東日本大震災ということで、私自身も株、為替で大きくポジションを減らしていたタイミングで新たに投資をするにも余剰資金が少ない状態でした。


    そして、2017年初めに再度ビットコインの話が流れてきて、その時なんとビットコイン価格は10万円を超えていました。ただの電子上の通貨にこんなにもの価格がつくのは何かあるはずだ、と考えてビットコインについての勉強を数ヶ月ほどしました。そして、イーサリアムやリップルの勉強を終えて、ようやくビットコインが信用に値するものだということで初めて購入したのが2017年の6月頃ーーちょうどビットコインからビットコインキャッシュがハードフォークし、リップルが当時の史上最高値50円をつけた直後に20円まで落ち込んだ時でした。
    その時に購入したのはビットコインとリップルでした。そして、リップルはその半年後に400円までと20倍になって、そしてそれから4年かけて再び20円へ戻ったのです。バブルの絶頂期に高値でつかまされたたくさんの人々、そして某販売所で数百億円以上のXEMと呼ばれる暗号通貨(いわゆる仮想通貨のこと。本記事では一貫して暗号通貨と呼ばせていただきます)が盗まれたこともあり、世間では「ビットコインは詐欺」とのイメージのまま今に至ることになりました。


    さて、今私は中小企業診断士で経済学や経営学を教える傍ら、ITエンジニアとしてシステム構築やアプリ開発をおこなっています。実はビットコインは経済学とITの両方の知識を駆使して発明された次世代技術の形なんです。特に、ビットコインの仕組みの中核であるブロックチェーン技術は、今後のイノベーションの源泉になるだろうと期待されています。ビットコインは決して詐欺ではなく、新技術なんだということを皆さんに知っていただきたいというのが本記事の目的です。


    私自身がビットコインのことを調べるにあたって、書籍やインターネットサイトを読んでみても、表面的な説明ばかりな内容が多く、なんちゃって理解にとどまるのみでした。そこで、もう少し踏み込んでビットコインのことを知ってもらおうと、そして少しでも初学者にも理解しやすいようにまとめたつもりです。


    以前私がビットコインの講義で使用したスライドは「暗号通貨とは」にまとめてあります。こちらのスライドと並行してブログを読み進めていただければと思います。

     

     

    ■ビットコインとは
    ビットコインについて世間一般には、日本円やアメリカドルと同じような通貨のようなものだと思われているようです。はたしてビットコインとはお金何でしょうか。


    まず、インターネット上でお金を実現するためには、まずお金とは何かという深い理解、そしてお金をインターネット上で実現する計算機科学の知識が必要です。これらのどちらが欠けてもビットコインは作ることができません。つまり、ビットコインを生み出すためには複数の専門的知識が必須ということです。


    経済学でお金は「価値の尺度」「価値の保有手段」「交換の媒介」であると学びました。そしてお金になるための条件は「所有者の明確性」「取引の明確性」「偽造&多重利用の不可」であることがあげられます。ビットコインはこれらを最新の情報技術であるブロックチェーンで見事に解決したのです。


    ところでビットコインがどこで作られているかご存知でしょうか。実は、ビットコインは約10分ごとにこの世に発掘されます。そして、発掘されたコインはインターネット上の仮想空間に生まれるわけです。

     

     

    ■ビットコインは誰が作った?
    ビットコインを生み出したのはサトシ・ナカモトだと言われています。しかし、この人物が何者なのかは不明です。というのも、その姿を見せないまま現れ、そして姿を消したからです。日本人の名前ですが、サトシ・ナカモトの掲示板への書き込み時間、そして論文がネイティブ英語で書かれていることから欧米人だと考えられています。しかもその論文がイギリス英語のことからイギリス英語圏出身というのが濃厚だとか。


    また、サトシ・ナカモトは個人ではなくグループなのではないか。強いAIなのではないか。という話も出ています。というのも、ビットコインの仕組みは非常に複雑で、なおかつ高度な経済学の知識と高度な計算機科学の知識を必要となります。そのため、個人で作れるようなものではないという見方をする方が多いのです。


    実際に過去にサトシ・ナカモトと疑われた人はいました。フィンランドの経済社会学者のVili Lehdonvirtaとアイルランドの暗号理論を研究するMichael Clear。暗号理論で特許を取得したニール・キング、ウラジミール・オクスマン、チャールズ・ブライ。セキュリティ研究者のダスティン・D・トランメル。日本人としては望月新一が疑われたことがあります。この望月新一というのは、京都大学の准教授なのですが、グロタンディーク予想を特異な手法で証明したり、最近では査読に8年を要したABC予想証明といった功績があります。


    これらの方々はサトシ・ナカモトであることを否定しています。が、共通しているのが超のつくほどの天才であるということです。つまり、ビットコインを作れるのは、凡人では不可能だということです。このことからもビットコインが詐欺なんてものではないことが分かるかと思います。

     

     

    ■ブロックチェーン技術の根幹となる「電子署名」
    ビットコインはブロックチェーンという技術によって実現されています。このブロックチェーンを理解するためには電子署名という技術を知らなければなりません。

     電子署名には公開鍵暗号方式という技術が使われています。我々が日常使っている鍵は、開ける鍵と閉める鍵が同じです。が、公開鍵暗号方式では開ける鍵と閉める鍵が異なります。インターネット上での情報のやり取りはこの公開鍵暗号方式が使われており、例えばAmazonや楽天のようなECサイトではこの技術を使ってクレジットカードのやり取りが行われています。


    まず、ECサイト側で開ける鍵と閉める鍵を作成します。専門用語で、開ける鍵を秘密鍵といい、閉める鍵を公開鍵といいます。この開ける鍵、すなわち公開鍵を我々のようなECサイトで商品を購入する人たちへ渡します。その鍵を使って購入者の情報とクレジットカード番号を暗号化します。暗号化された状態でECサイトに渡して、ECサイトは自身のもつ秘密鍵でクレジットカード情報などを取り出します。たとえ公開鍵が他の人に盗られたとしても、公開鍵では暗号化された情報を取り出せないので、安全に情報のやり取りができるわけです。


    電子署名は、この暗号化技術の応用です。この電子署名によって送った情報が改竄(かいざん)されたことを検知することができます。先ほどの暗号化とは違って、情報を送る側で公開鍵と秘密鍵のペアを作成し、秘密鍵で暗号化し、暗号化された情報と公開鍵を相手へ送ります。詳細は割愛しますので、気になる方は私の用意した資料「暗号通貨とは」を読んでください。

     

     

    ■ブロックチェーン技術とマイニング
    いくつかの取引情報をひとつのブロックとしてまとめあげ、そのブロックが次々と連鎖的に繋げたのがブロックチェーンです。各ブロックがあたかも鎖で繋がれたかのように連結されているため、このような名称がつきました。それぞれのブロックは、前述した電子署名の技術を用いられているため、改竄することができなくなっています。これによって、偽造防止というインターネット上での通貨に必須の要求を満たしたことになります。


    ビットコインにおいては、各ブロックに前ブロックの情報、取引情報、そしてナンス(Nonce)と呼ばれる文字列を格納できるように作られています。前ブロック情報と取引情報は勝手に変更することができない固定値ですが、ナンスは好き勝手に値を変えられる可変値となっています。このナンスがビットコインの肝となっています。


    ビットコインでは新規のブロックが作られるためには、ある条件を満たさなければならないような仕様になっています。それは、前ブロックの情報、取引情報、そしてナンスを足し合わせた値を、ある特定の法則にのっとって変換した値の先頭に0がある一定数以上ならばなければならないというものです。このある特定の法則を専門用語で「ハッシュ変換」、それによって得られた値を「ハッシュ値」と言います。このハッシュ値は、元の値からは全く推測不可能なので、先頭に0が複数個並ぶようなものを得るには、ナンスを連続的に変えていくしかありません。


    このように新たにブロックを作る作業をマイニングといい、マイニング作業とは世界中のコンピュータがこぞって正解のハッシュ値を計算する作業のことなのです。マイニングを成功させるためには、非常に性能の良いコンピュータが必要で、さらに計算には大量の電力を必要とします。このように採掘コストが高いため、通常であれば誰もマイニングなんてしないでしょう。そのような事態を想定していてか、サトシ・ナカモトは新ブロックが作られるとマイニングの報酬が支払われる仕組みを提供しました。マイニングをいち早く完了させたものには、ビットコインが与えられることになります。この報酬がマイナーのモチベーションとなり、ビットコインの仕組みは動き続けているのです。


    また、このブロックは世界中のコンピュータが一斉に作ろうとしているため、非常に低い確率ではありますが、同時に新規ブロックが作られることもあります。この場合、ブロックチェーンは分岐することになります。すると、世界中のマイナーは新しくできた各々のブロックに分散してマイニングをはじめます。たとえ一度に複数の新ブロックが作られたとしても、同時にマイニングが完了するような事象は二度連続することはほとんどあり得ません。ビットコインの発明者であるサトシ・ナカモトはこのような事態も想定していて、ビットコインにおいては最も長いチェーンが正当なチェーンとされています。

     

     

    ■ビットコインの半減期
    ビットコインは10分ごとにマイニングされるように作られています。これは、サトシ・ナカモトがビットコインの寿命を延ばすためにそうしたのでしょう。実は、ビットコインは約4年ごとにマイニング報酬が半減するようになっています。ビットコイン誕生時は1ブロック作ると50BTC(BTC:ビットコイン)支払われていました。そして、それから4年後の2012年には25BTC、そして2016年には12.5BTCというように。


    実はこれが非常に上手い仕組みでして、半減期によってビットコインの希少性が高まるため価格が上昇します。なので、報酬が半分になったとしても、その分価格が上がっているため、マイニングのモチベーションが維持されることとなります。実際に、1回目の半減期ではビットコインの価格は80倍に上がり、2回目も20倍にもなりました。

     

     

    ■ビットコインは分散型台帳管理
    世の中の金融システムは、銀行が1つの台帳を保管していて、その台帳を各ATMが参照してへと放射状に繋がるスターネットワークと呼ばれるものです。この場合、台帳を管理しているシステムがダウンした場合、金融システムはストップしてしまいます。当然、フォールトトレラント設計になっているため、複数のサーバが同時稼働しているため、余程のことが無い限り、そのような事態になることがありませんが可能性はゼロではありません。


    一方、各台帳が無作為に他の台帳同士と参照しあっているようなシステムをP2Pネットワークといいます。この場合、世界中の台帳が相互に参照しあっているため、ある台帳の内容が消されたとしても、すぐさま他の台帳のデータと同期されます。この場合、世界中の台帳がまとめてなくならない限り、システムダウンが起こることはありません。ビットコインが採用しているのはこのP2Pネットワークのため、金融システムが使えなくなることは事実上あり得ないこととなります。


    また、台帳は常に公開されているため、誰もが取引情報をみることができます。つまり、不正な取引はすべて衆目にさらされるため、非常に透明性の高いシステムを実現できます。公文書などもブロックチェーンの分散型台帳で管理すれば、一部の人間によって勝手に改竄されることもなくなります。

     

     

    ■信頼できる取引所の選定
    おススメ取引所についてはいずれアップデートします。

     

     

    ■最後に
    ビットコインは投資対象というだけではなく、その仕組みには最新の技術が使われており、今後のイノベーションにつながる可能性を多く秘めています。また、応用情報技術者試験にブロックチェーンという単元が加えられましたが、試験で学べることは電子署名の応用であることにとどまり、実際にどのように活用されているまで学ぶことは難しいです。「ブロックチェーンを学びたければビットコインを知れ」というように、ITエンジニアにとってもビットコインを学ぶことは非常に有意義なことです。


    本記事を執筆するにあたり、様々な書籍を参考にしました。特に参考になった2冊を以下にリンクを貼っておきます。どちらも経済学、計算機科学に詳しい方が書いた本です。ブログだけでは概要は説明できても詳細までは書ききれません。さらにビットコインについて学習した人には書籍を読むことをおススメします。





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