ブロックチェーンの「チェーン」はどのように形成されますか？

キーポイント：

• ブロックチェーンの「チェーン」は、ブロックを時系列にリンクすることによって形成されます。
• 各ブロックには、前のブロックの暗号化ハッシュが含まれており、不変のチェーンが作成されます。
• このリンクプロセスにより、データの整合性が確保され、改ざんが防止されます。
• マイナーは、トランザクションを検証し、チェーンに新しいブロックを追加する上で重要な役割を果たします。
• チェーン形成の特定のメカニズムは、使用されるコンセンサスメカニズム（仕事の証明、実証など）によってわずかに異なります。

ブロックチェーンの「チェーン」はどのように形成されますか？

「ブロックチェーン」という用語自体は、基本構造であるブロックのチェーンを暗示しています。しかし、このチェーンはどのように正確に形成されますか？これは、いくつかの重要なステップを含むプロセスであり、すべて暗号化のセキュリティとコンセンサスメカニズムを中心に展開しています。核となるアイデアは、過去のデータを変更することを不可能ではないにしても、非常に困難にする方法で時系列にブロックをリンクすることです。

このプロセスを理解するには、ブロックの概念を把握する必要があります。各ブロックはコンテナとして機能し、検証済みのトランザクションのバッチを保存します。これらのトランザクションは、暗号通貨転送、スマートコントラクトの実行、または特定のブロックチェーンに関連するその他のデータです。重要なことに、各ブロックには前のブロックの暗号化ハッシュが含まれています。

この暗号化ハッシュは、前のブロックのデータのユニークなデジタルフィンガープリントです。以前のブロックの変化は、どんなに小さくても、ハッシュを劇的に変更し、現在のブロックと互換性がありません。この固有のリンクは、「チェーン」を作成するものです。誰かが過去のトランザクションを変更しようとした場合、その後のハッシュは無効になり、すぐに改ざんを明らかにします。

チェーンに新しいブロックを追加するプロセスは自動的ではありません。特定のブロックチェーンのメカニズムに応じて、検証とコンセンサスのプロセスが含まれます。 Bitcoinのような仕事の証明（POW）システムでは、鉱夫は複雑な暗号化パズルを解決するために競争します。パズルを解決した最初の鉱山労働者は、次のブロックをチェーンに追加し、暗号通貨で報酬を受け取ります。

Proof-of-Stake（POS）システムでは、有効なシステムが彼らが賭けている暗号通貨の量に基づいて選択されます。これらのバリデーターは、選択の確率が彼らの持分に比例して、新しいブロックの検証と追加のプロセスに参加します。どちらの方法でも、ブロックを追加するには、重大な計算能力または染色された暗号通貨が必要であることを保証し、悪意のある俳優を阻止します。

使用された暗号化ハッシュ関数は、重要な役割を果たします。これらの関数は、一方通行になるように設計されています。入力データからハッシュを計算するのは簡単ですが、プロセスを逆転させ、ハッシュから元のデータを見つけるために計算可能には不可能です。これにより、チェーンの完全性が保証されます。

ハッシュを介したブロックの基本的なリンクを超えて、他の要因がチェーンのセキュリティに寄与します。これらには、多数のノード（コンピューター）にわたるブロックチェーンの分布が含まれ、単一の障害または攻撃に耐性があります。ほとんどのブロックチェーンの分散型の性質により、単一のエンティティがチェーンを制御したり、その履歴を変更したりすることができません。

ブロックチェーンの形成は連続的なプロセスです。新しいトランザクションが検証されると、それらはブロックにグループ化され、これらのブロックはチェーンに追加されます。この継続的なプロセスにより、ブロックチェーンはトランザクションの最新の改ざん防止記録のままであることが保証されます。このチェーンのセキュリティと信頼性は、暗号通貨システム全体の機能に最も重要です。

ブロックがチェーンに追加される方法の特定の詳細は、ブロックチェーンプラットフォームによってわずかに異なる場合があります。ただし、暗号化されたハッシュを使用してブロックを時系列でリンクするという基本原則は、すべてのブロックチェーンの実装にわたって一貫しています。これにより、ブロックチェーンテクノロジーを定義する不変性とセキュリティの基盤が提供されます。

よくある質問：

Q：暗号化のハッシュとは何ですか？

A：暗号化ハッシュは、入力データを固定サイズの文字列（ハッシュ）に変換する一方向関数です。入力データの小さな変更でさえ、出力ハッシュを劇的に変化させます。これにより、セキュリティにとって重要なハッシュからの元のデータをリバースエンジニアリングすることが非常に困難になります。

Q：ブロックチェーンはどのように2倍の支出を防ぎますか？

A：チェーン構造は、すべてのトランザクションが公開された分散型台帳に記録されるため、2倍の支出を防ぎます。トランザクションがブロックに追加され、そのブロックがチェーンに追加されると、それを逆転または変更することは事実上不可能になります。ブロックの暗号化のリンクにより、同じ暗号通貨を2回使用しようとすると、すぐに検出可能になります。

Q：鉱夫が不正なブロックを追加するとどうなりますか？

A：マイナーが不正なブロックを追加しようとした場合（たとえば、1つは2倍の支出トランザクションを含む）、ネットワーク内のもう1つのノードがそれを拒否します。ネットワークコンセンサスメカニズムにより、有効なブロックのみがメインチェーンに追加されることが保証されます。詐欺的なブロックは、より小さな代替チェーンに一時的に表示される場合がありますが、より多くの鉱夫がブロックを追加するにつれて、合法的なチェーンによってすぐに追い越されます。

Q：チェーンのセキュリティはどのように維持されますか？

A：チェーンのセキュリティは、暗号化ハッシュアルゴリズム、コンセンサスメカニズム（POWまたはPOS）、多数のノードにわたるブロックチェーンの分散された性質、ネットワークを攻撃するために必要な計算能力など、いくつかの要因に依存しています。これらの要因の組み合わせにより、ブロックチェーンの完全性を妥協することが非常に困難で費用がかかります。

Q：ブロックチェーンを壊すことはできますか？

A：信じられないほど安全ですが、ブロックチェーンは壊れません。理論的には、十分に強力な攻撃者は、ネットワークのコンピューティングパワーの50％以上（POWシステム）または杭（POSシステム）を制御し、チェーンの書き換えを試みる可能性があります。ただし、これには膨大な量のリソースが必要であり、ほとんどの確立されたブロックチェーンでは非常にありそうもないと考えられています。