ブロックチェーンの重要な機能は何ですか？

分散化とブロックチェーンインフラストラクチャにおけるその役割

ブロックチェーンテクノロジーの最も基本的な側面の1つは、地方分権化です。銀行や政府などの中央当局に依存している従来の金融システムとは異なり、ブロックチェーンは、すべての参加者またはノードが元帳全体のコピーを維持するピアツーピアネットワークで運営されています。これにより、単一のエンティティがシステム全体を制御しないことが保証され、操作や障害のリスクが減ります。各ノードは、独立してトランザクションを検証および記録し、信頼のない環境に貢献します。新しいトランザクションが開始されると、ネットワーク全体で放送されます。次に、ノードはブロックに追加される前にコンセンサスメカニズムを使用してトランザクションを検証します。中央当局がいないと、透明性と回復力が向上し、システムの攻撃や全身性崩壊に対する脆弱性が低下します。

不変性とデータの完全性

ブロックチェーンの特徴は不変性です。つまり、ブロックチェーンにデータが記録されると、変更または削除することはできません。これは、暗号化のハッシュによって達成されます。各ブロックには、独自のデータの一意のハッシュと、前のブロックのハッシュが含まれており、チェーンが形成されます。誰かが過去のブロックでトランザクションを変更しようとすると、そのブロックのハッシュが変更され、後続のすべてのブロックが無効になります。これには、チェーン内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。これは、大規模な確立されたブロックチェーンで計算的に実行不可能なプロセスです。このレベルのデータの整合性により、トランザクション履歴が永続的で改ざんされたものであることが保証され、サプライチェーンの追跡や財務記録管理などの監査軌跡を必要とするアプリケーションに最適です。

透明性と仮名性

ブロックチェーンネットワークは、高度な透明性を提供します。すべてのトランザクションは、ネットワークのすべての参加者がアクセスできる公開台帳に記録されます。誰でも、転送された金額や関連するアドレスを含む取引履歴を表示できます。ただし、ユーザーのアイデンティティは直接公開されません。代わりに、参加者は、文字のランダムな文字列として表示される暗号化アドレスを介して相互作用します。これは、オープン性とプライバシーのバランスをとる仮名を提供します。トランザクションの詳細が表示されますが、アドレスを実際のアイデンティティにリンクするには通常、外部情報が必要です。この透明性は、すべてのアクションが検証可能であるため、ユーザー間の信頼を促進しますが、仮名は個々のプライバシーを保護します。これは、財務および個人のアプリケーションの重要な機能です。

コンセンサスメカニズム：ノード間の合意を確保します

ブロックチェーンが正しく機能するには、すべてのノードがトランザクションの妥当性に同意する必要があります。これは、コンセンサスメカニズムによって達成されます。最も広く知られているのは、仕事の証明（POW）とステークの証明（POS）です。 Bitcoinが使用したPOWでは、鉱夫は複雑な数学的パズルを解決するために競争します。最初に解決したのは、新しいブロックを追加し、暗号通貨で報われます。このプロセスには、重要な計算能力とエネルギーが必要ですが、セキュリティを保証します。 POSでは、バリデーターは、担保として「利害関係」になる暗号通貨の量に基づいて選択されます。彼らはブロックを提案し、検証し、不正に行動すると、彼らは株式を失います。その他のメカニズムには、委任された株式の証明（DPO）および実用的なビザンチン断層許容耐性（PBFT）が含まれ、それぞれがスピード、セキュリティ、地方分権化に異なるトレードオフがあります。これらのプロトコルは、中央当局なしでネットワークの完全性を維持するために不可欠です。

スマートコントラクトとプログラム可能なロジック

特定のブロックチェーン、特にイーサリアムのもう1つの重要な機能は、スマートコントラクトを実行する機能です。これらは、事前定義された条件が満たされたときに契約の条件を自動的に実施するブロックチェーンに保存されている自己実行プログラムです。たとえば、スマートコントラクトは、クライアントがプロジェクトの完了を確認した後にのみ、フリーランサーに支払いをリリースできます。コードは、ダウンタイム、検閲、またはサードパーティの干渉なしに、プログラムされたものとまったく同じように実行されます。開発者は、Solidityなどの言語を使用してスマートコントラクトを書きます。展開すると、それらを変更することはできず、信頼性を確保します。これらの契約により、財務、ゲーム、およびアイデンティティ管理全体で分散型アプリケーション（DAPP）が可能になります。それらの実行は、すべてのネットワーク参加者によって透明で検証可能であり、ブロックチェーンエコシステムに別の信頼と自動化の層を追加します。

分散型台帳とネットワークの回復力

は、ブロックチェーンテクノロジーのバックボーンです。データを単一の場所に保存する代わりに、元帳は世界中の何千ものノードで複製されます。新しいブロックが追加されると、ネットワーク全体に伝播され、各ノードによって独立して検証されます。この冗長性により、一部のノードがオフラインになったり、侵害されたりしても、ネットワークが動作し続けることが保証されます。障害の単一のポイントはありません。元帳の更新は、すべてのコピーで同時に発生し、一貫性を維持します。この構造は、セキュリティと稼働時間を強化します。攻撃が発生した場合、攻撃者はノードの大部分を同時に妥協する必要があります。これは、大規模で分散型ネットワークで非常に非実用的な偉業です。分散された性質は、単一のエンティティがトランザクションをブロックまたは逆転することができないため、検閲抵抗をサポートしています。

暗号化とセキュリティプロトコル

ブロックチェーンは、データを保護し、ユーザーを認証するために暗号化に大きく依存しています。パブリックキー暗号化は、ウォレットアドレスを生成し、トランザクションに署名するために使用されます。各ユーザーには秘密鍵と公開キーがあります。秘密鍵は、所有者が暗号通貨を費やすことを可能にするため、秘密にしておく必要があります。秘密鍵から派生した公開鍵は公然と共有され、ウォレットアドレスの一部を形成します。デジタル署名により、正当な所有者のみがトランザクションを開始できるようになります。 SHA-256などのハッシュ関数は、データの一意の指紋を作成することにより、ブロックの整合性を確保します。入力の変化はまったく異なるハッシュになり、改ざんが明らかになります。これらの暗号化ツールは協力して、ユーザーがお互いを知りまたは信頼する必要なく取引できる安全で信頼のない環境を作成します。

よくある質問

分散化は、多くのノードに制御を配布することにより詐欺を防ぎます。トランザクションデータを変更するには、攻撃者は51％の攻撃として知られるシナリオであるネットワークのコンピューティングパワー（POW）またはステーク（POS）の50％以上を制御する必要があります。これは非常に費用がかかり、大規模なネットワークで達成するのが困難であり、詐欺的な活動を非現実的にしています。

Q：どんな状況でもブロックチェーンデータを変更できますか？通常の操作では、ブロックチェーンデータは不変です。ただし、まれに、ブロックチェーンはハードフォークを受ける可能性があり、コミュニティはルールを変更し、元帳の新しいバージョンを作成することに同意します。これにより、永続的な分割が生じ、元のチェーンは変更されませんが、履歴が異なる新しいチェーンが作成されます。

Q：すべてのブロックチェーンはデフォルトで透明ですか？ほとんどのパブリックブロックチェーンは透明であり、誰でもトランザクションを見ることができます。ただし、プライベートまたは許可されたブロックチェーンは、特定の参加者へのアクセスを制限する場合があります。さらに、一部のパブリックブロックチェーンには、ゼロ知識証明などのプライバシー機能が組み込まれており、トランザクションの詳細を非表示にしながら、有効性を確認しています。

Q：ユーザーが秘密鍵を失うとどうなりますか？秘密鍵を失うということは、関連するウォレットや資金へのアクセスを失うことを意味します。それを回復する中央の権限はありません。これは、ハードウェアウォレットの使用や安全な場所に保存されたシードフレーズなどの安全なバックアップ方法など、安全なキー管理の重要性を強調しています。