ブロックチェーンが安全であると見なされるのはなぜですか？

分散化されたアーキテクチャとセキュリティにおけるその役割

ブロックチェーンテクノロジーは、セキュリティのかなりの部分を分散化されたアーキテクチャから導き出します。単一のエンティティによって制御された従来の集中データベースとは異なり、ブロックチェーンはノードのネットワーク全体にデータを配布します。各ノードは元帳の完全なコピーを維持し、単一の障害ポイントが存在しないようにします。トランザクションが開始される場合、作業証明（POW）やステークの証明（POS）などのコンセンサスメカニズムを使用して、複数のノードによって検証する必要があります。このプロセスにより、いずれかの当事者がトランザクション履歴を一方的に変更することを防ぎます。

中央当局がないことは、攻撃者がシステムを侵害するために単一のサーバーをターゲットにできないことを意味します。ブロックチェーンを成功裏に攻撃するには、悪意のあるアクターがPOWシステムでネットワークのコンピューティングパワーの50％以上を制御する必要があります。これは、 51％の攻撃として知られています。 Bitcoinやイーサリアムなどの主要なブロックチェーンのサイズと分布を考えると、これは計算的および経済的に実行不可能です。したがって、分散化は本質的に改ざんおよび不正な制御に対する抵抗を強化します。

暗号化による不変性

ブロックチェーンセキュリティの背後にある基本原則の1つは不変性です。つまり、データが記録されると、変更できません。これは、暗号化のハッシュによって達成されます。チェーン内の各ブロックには、以前のブロックのハッシュとともに、データから生成された一意のハッシュが含まれています。ブロックのデータの変更はハッシュを変更し、その後のすべてのブロックを無効にします。

たとえば、Bitcoinで使用されるSHA-256アルゴリズムは、入力のわずかな変化でさえ完全に異なるハッシュ出力を生成することを保証します。これにより、カスケード効果が生まれます。誰かが過去のトランザクションを変更しようとする場合、次のすべてのブロックのハッシュを再計算する必要があります。各ブロックはこれらのハッシュを介して次のブロックにリンクされているため、チェーン全体が自己監査システムとして機能します。この暗号化されたチェーンは、改ざんを明らかにし、事実上不可能にします。

コンセンサスメカニズム：信頼なしで信頼を確保する

ブロックチェーンネットワークは、コンセンサスメカニズムに依存して、トランザクションを検証し、分散ノード全体で合意を維持します。これらのメカニズムにより、参加者はお互いを信頼せずに元帳の状態を信頼することができます。仕事の証明では、鉱山労働者は複雑な数学的パズルを解決するために競争し、それを最初に解決したのは新しいブロックを追加します。このプロセスには、かなりのエネルギーとハードウェアへの投資が必要であり、悪意のある行動を阻止します。

ステークの証明では、バリデーターは、彼らが保持しているコインの数に基づいて選択され、担保として「利害関係」したいと思っています。バリデーターが詐欺的な取引を承認しようとする場合、彼らは彼らの杭のある資産を失う危険を冒します。どちらのモデルも正直な参加を奨励します。ネットワークの攻撃に関連する経済的および計算コストは、潜在的な利益を上回り、不正な行動を不合理にします。これらのコンセンサスルールにより、有効なトランザクションのみが追加され、ブロックチェーンの整合性が強化されます。

パブリックキーの暗号化とトランザクション認証

ブロックチェーンは、パブリックキー暗号化を使用して、ユーザーのアイデンティティを保護し、トランザクションを検証します。各ユーザーには秘密鍵と公開キーがあります。秘密鍵は、トランザクションに署名するために使用される秘密のコードであり、資金の所有権を証明しています。秘密鍵から派生した公開鍵は、ブロックチェーンに見えるアドレスとして機能します。トランザクションが開始されると、送信者の秘密キーと署名され、ネットワークにブロードキャストされます。

ノードは、送信者の公開キーを使用して署名を確認します。署名が有効な場合、トランザクションが処理されます。秘密鍵は決して共有されないため、正当な所有者のみが転送を承認できます。この暗号化認証は、なりすましや不正な支出を防ぎます。攻撃者がトランザクションデータを傍受したとしても、秘密鍵なしでは有効な署名を偽造することはできません。したがって、パブリックキー暗号化により、安全で検証可能な所有権が保証されます。

ブロックチェーンシステムにおける透明性と監査可能性

安全であるにもかかわらず、ブロックチェーンは透明で監査可能なままです。すべてのトランザクションは、すべてのネットワーク参加者がアクセスできる公開台帳に記録されます。このオープン性により、誰でもトランザクション履歴を検証し、異常を検出できます。ユーザーのアイデンティティは仮名ですが、資金の流れは完全に追跡可能です。悪意のある活動を簡単に検出して調査できるため、この透明性は詐欺の抑止力として機能します。

組織と開発者は、ブロックチェーンエクスプローラーを使用してトランザクションをリアルタイムで監視できます。たとえば、 EtherscanやBlockChain.com Explorerなどのツールにより、ユーザーはブロックの詳細、トランザクションの確認、ウォレットバランスを表示できます。このレベルの可視性は、システムへの説明責任と信頼を高めます。データは暗号化され、プライベートブロックチェーンでアクセス制御されていますが、監査証跡が保存され、コンプライアンスと整合性が確保されます。

一般的なサイバー脅威に対する抵抗

ブロックチェーンテクノロジーは、多くの一般的なサイバー脅威に本質的に耐性があります。分散型サービス拒否（DDOS）攻撃は、圧倒する中央サーバーがないため、あまり効果的ではありません。ネットワークの冗長性により、一部のノードがオフラインになっても、他のノードが動作し続けることが保証されます。機密情報は単一の場所に保存されないため、データ侵害は最小限に抑えられます。

さらに、攻撃者が複数の偽のアイデンティティを作成するSybil攻撃は、リソースの証明（たとえば、計算能力や杭のコイン）を必要とするコンセンサスルールによって軽減されます。実質的な投資がなければ、多数のノードを作成することは実用的ではありません。中間の攻撃は、エンドツーエンドの暗号化とデジタル署名によって阻止されます。組み合わせて、これらの機能により、ブロックチェーンは従来のシステムよりもはるかに回復力があります。

よくある質問

紛失した場合、プライベートキーを回復できますか？いいえ、失われた場合、プライベートキーを回復できません。それらは、中央当局またはサービスプロバイダーによって保管されていません。秘密鍵を失うことは、関連する資金またはデータへの永続的なアクセスの損失を意味します。ユーザーは、ハードウェアウォレットや暗号化されたシードフレーズなどの方法を使用して、キーを安全にバックアップする責任があります。

すべてのブロックチェーンは等しく安全ですか？いいえ、セキュリティは設計と実装に基づいて異なります。 BitcoinやEthereumなどのパブリックブロックチェーンは、ネットワークサイズが大きく、堅牢なコンセンサスメカニズムのために高いセキュリティを持っています。小型またはプライベートブロックチェーンは、十分なノードが不足している場合、または暗号化標準が弱い場合、攻撃に対してより脆弱になる場合があります。

スマートコントラクトはブロックチェーンのセキュリティにどのように影響しますか？スマートコントラクトは自動化を導入しますが、コード化が不十分な場合は潜在的な脆弱性も導入します。 DAOハックのようなインシデントで見られるように、契約コードのバグまたはロジックエラーを悪用することができます。セキュリティ監査、正式な検証、および最高のコーディングプラクティスは、スマートコントラクトの展開のリスクを最小限に抑えるために不可欠です。

2つのブロックが同時に採掘された場合はどうなりますか？ 2つのブロックが同時に採掘されると、一時的なフォークが発生します。ネットワークは、過半数のサポートを獲得する最初のブロックに構築され続けています。他のブロックは孤児になり、破棄されます。孤児ブロックのトランザクションは、再処理のためにプールに返されます。このメカニズムは、最終的な一貫性を保証します。