ブロックチェーンのトランザクションはどのように検証されていますか？

ブロックチェーンのトランザクションの検証には、コンセンサスメカニズム（仕事の証明やステークの証明など）を使用して鉱夫/バリデーターが含まれ、チェーンに暗号化されたトランザクションの検証済みブロックを追加し、データの整合性を確保し、二重支出を防止します。

2025/03/18 10:36

ブロックチェーンのトランザクションはどのように検証されていますか？

キーポイント：

• マイナー/バリデーターの役割：ブロックチェーントランザクション検証の中核は、鉱夫（ビットコインのような職場の証明ブロックチェーン）またはバリデーター（イーサリアムのような証明のブロックチェーン）の仕事にあります。これらのエンティティは、チェーンに新しいトランザクションブロックを追加するために競合します。
• コンセンサスメカニズム：ブロックチェーンの有効な状態に関する一致を確保するために、さまざまなブロックチェーンが異なるコンセンサスメカニズムを使用します。仕事の証明、ステークの証明、および委任された証明の証明は顕著な例です。各メカニズムには、独自の検証プロセスがあります。
• 暗号化ハッシュ：暗号化ハッシュは非常に重要です。各トランザクションとブロックには一意のハッシュが割り当てられ、その完全性が確保されます。トランザクションまたはブロックを変更すると、まったく異なるハッシュが発生し、改ざんがすぐに検出可能になります。
• トランザクション放送と伝播：トランザクションは、ネットワーク全体で最初に放送されます。ノードは、提案されたブロックにそれらを含める前に、これらのトランザクションを受信および検証します。
• ブロックの作成と検証： Miners/Validators Group検証済みトランザクションはブロックになります。有効なブロックを作成するプロセスは、コンセンサスメカニズムに基づいて異なります。その後、ブロックチェーンのコピーに追加する前に、ブロックの妥当性を確認します。
• ステップ1：トランザクションの開始と放送

ユーザーがウォレットから別の住所への資金の転送を開始すると、暗号通貨トランザクションが始まります。このトランザクションには、送信者のアドレス、受信者のアドレス、転送される暗号通貨の量、一意のトランザクションIDなどの重要な詳細が含まれています。トランザクションは、ブロックチェーンを構成するノードのピアツーピアネットワークにブロードキャストされます。この放送は、透明性と地方分権化のために重要です。トランザクションは中央当局に送信されるのではなく、ネットワーク全体と共有されます。このプロセスは、さまざまなプロトコルを利用して、トランザクション情報の効率的かつ信頼できる普及を確保します。ネットワーク内のノードは、アルゴリズムとデータ構造を利用して、トランザクションの正当性を検証します。たとえば、送信者が取引をカバーするのに十分な資金がアカウントにあるかどうかを確認します。また、このプロセスには、トランザクションに関連するデジタル署名の検証、送信者の身元の確認、不正なトランザクションの防止も含まれます。この段階での障害により、トランザクションがブロックに含まれないようになり、ブロックチェーンの永久記録の一部になります。放送されるトランザクションの膨大な量は、同時に洗練されたネットワーキング戦略を必要とします。ネットワークトポロジの最適化や分散コンセンサスプロトコルを含むこれらの戦略は、分散ネットワーク全体のトランザクションデータの効率的かつ安全な取り扱いに不可欠です。この放送メカニズムの堅牢性は、ブロックチェーンシステムの動作全体に重要です。それがなければ、トランザクションは隔離されたままで、ネットワークを介して伝播することができません。さらに、放送メカニズムは、悪意のある俳優が詐欺的な取引でネットワークをあふれさせるシビル攻撃などの攻撃に耐性がなければなりません。

• ステップ2：ノードによるトランザクション検証

トランザクションが放送されると、ネットワーク内の多数のノードがその有効性を独立して検証します。この独立した検証は、ブロックチェーンセキュリティの基礎であり、単一のエンティティが検証プロセスを制御しないことを保証します。各ノードは、トランザクションのデジタル署名をチェックして、送信者が実際に転送を承認したことを確認します。また、ノードは、送信者が取引手数料と送信される金額をカバーするのに十分な残高を持っていることを確認します。これには、以前のすべてのトランザクションの公開記録であるブロックチェーンの元帳へのアクセスが含まれます。次に、ノードはトランザクションの暗号化ハッシュを計算します。このハッシュは、トランザクションのユニークな指紋であり、トランザクションデータの変更は異なるハッシュになります。ノードは、この計算されたハッシュをトランザクションで提供されたハッシュと比較します。不一致は、改ざん、トランザクションの無効化を示します。このプロセスは、暗号化ハッシュアルゴリズムのプロパティと組み合わせて、トランザクションの完全性と不変性を保証します。検証プロセスには、2倍の支出のチェックも含まれており、同じ暗号通貨が2回使用されないようにします。これは、すべてのトランザクションの細心の追跡と、各アドレスのバランスへの影響を通じて達成されます。洗練されたアルゴリズムとデータ構造が、ブロックチェーンの大規模なトランザクション履歴全体で検索と検証プロセスを最適化するために採用されています。これらのチェックの複雑さは、ブロックチェーンのセキュリティと信頼性の根底にある技術の洗練さを強調しています。

• ステップ3：作成と鉱夫/バリデーターの役割をブロックします

検証済みのトランザクションは、ブロックにグループ化されます。これらのブロックを作成するプロセスは、ブロックチェーンのコンセンサスメカニズムによって異なります。ビットコインのように、仕事の証明（POW）ブロックチェーンでは、鉱夫は複雑な暗号化パズルを解決するために競います。パズルを解決した最初の鉱山労働者は、検証済みのトランザクションのブロックをブロックチェーンに追加し、暗号通貨で報酬を受け取ります。このプロセスには、悪意のあるアクターに対するセキュリティメカニズムとして機能する重要な計算能力が必要です。パズルの難易度は、一貫したブロック作成率を維持するために動的に調整されます。 Sport-of-Stake（POS）ブロックチェーンでは、イーサリアムの多くの新しい反復と同様に、有効化者が賭けている暗号通貨の量に基づいてブロックを作成するために選択されます。このメカニズムは一般に、POWよりもエネルギー効率が高いです。選択したバリーターは、検証されたトランザクションを含むブロックを作成し、ネットワークに提案します。その後、他のバリデーターは、ブロックの妥当性と、正しく検証されたトランザクションを含めることを検証します。この検証には、ブロックの暗号化ハッシュの有効性のチェックと、ブロックチェーンのルールとプロトコルへの順守が含まれます。コンセンサスメカニズムは、有効なブロックのみがブロックチェーンに追加され、その完全性を維持することを保証します。ブロック作成の複雑さと使用されたさまざまなアルゴリズムは、ブロックチェーンシステムの完全性とセキュリティの維持に伴う洗練度を強調しています。バリデーターとマイナーの選択プロセスは、公平かつ透明性があるように設計されており、単一のエンティティがプロセスを支配することを妨げます。このプロセスにより、ブロックチェーンが分散型で安全なシステムのままであることが保証されます。

• ステップ4：伝播とネットワークコンセンサスをブロックします

ブロックが作成されると、ネットワークにブロードキャストされます。他のノードは、ブロックの妥当性を個別に検証し、暗号化のハッシュ、トランザクション署名、コンセンサスメカニズムのルールの順守を確認します。この独立した検証は、ブロックチェーンの完全性を確保するために重要です。ノードがエラーを検出すると、ブロックが拒否されます。ただし、十分な数のノードがブロックを検証すると、ブロックチェーンのコピーに追加されます。このプロセスはコンセンサスを達成し、すべてのノードがブロックチェーンの状態について一貫したビューを持っていることを保証します。コンセンサスメカニズムは、ブロックを受け入れるために必要なレベルの合意を決定します。 POWでは、通常、ブロックをサポートする計算能力に基づいています。 POSでは、多くの場合、バリッターのステーク加重票に基づいています。この伝播とコンセンサスプロセスの複雑さは、特にブロックチェーンネットワークのサイズと分散の性質を考慮して計り知れません。洗練されたアルゴリズムとプロトコルは、ブロックがネットワーク全体で効率的に伝播され、遅延を最小限に抑え、セキュリティを最大化するために不可欠です。プロセス全体は、さまざまな攻撃に対して堅牢になるように設計されており、ブロックチェーンの不変性と信頼性を確保します。このステップの分散型の性質により、ブロックチェーンは単一の障害点に耐性になります。

• ステップ5：恒久的な録音と不変性

ブロックがネットワークの大部分を受け入れると、ブロックチェーンの永続的な部分になります。この不変性はブロックチェーンテクノロジーの重要な機能であり、トランザクションを変更または削除することを困難にしています。暗号化のハッシュとコンセンサスメカニズムにより、ブロックを変更しようとすると、ネットワークが簡単に検出でき、拒否されることが保証されます。この特性により、ブロックチェーンは、トランザクションを安全かつ透過的に記録するための理想的なシステムになります。不変性により、ブロックチェーンに保存されているデータの整合性が保証され、非常に信頼できます。この信頼は、金融取引からサプライチェーン管理に至るまで、さまざまなアプリケーションでブロックチェーンテクノロジーを採用するために不可欠です。ブロックチェーンにブロックを追加して不変にするプロセスには、洗練された暗号化技術、データ構造、コンセンサスアルゴリズムが含まれ、堅牢で安全なシステムが作成されます。ブロックチェーンの分散された性質は、その不変性をさらに強化し、攻撃や操作に対して非常に耐性があります。

FAQ：

Q：暗号化のハッシュとは何ですか？また、なぜブロックチェーンの検証において重要なのですか？

A：暗号化ハッシュは、あらゆるサイズのデータ​​を固定サイズの文字列の文字列に変換する一方向関数です。ブロックチェーンでは、各トランザクションとブロックに一意のハッシュが割り当てられます。データを小さな変更しても、まったく異なるハッシュが生じます。これにより、データの整合性が保証されます。計算されたハッシュが保存されたハッシュと一致しないため、改ざんはすぐに検出できます。

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：要因の組み合わせにより、2倍の支出が防止されます。まず、すべてのトランザクションがネットワークにブロードキャストされ、複数のノードが同時に検証できるようにします。第二に、コンセンサスメカニズムにより、ブロックチェーンの1つのバージョン（通常、最長のチェーン、通常）のみが受け入れられ、詐欺トランザクションがメインチェーンに追加されるのを防ぐことができます。最後に、ブロックチェーンの不変の性質により、過去のトランザクションの逆転または変化が妨げられます。

Q：仕事の証明とステークの証明の違いは何ですか？

A：ワークの証明（POW）は、複雑な計算パズルを解決してブロックチェーンにブロックを追加するために競合する鉱夫に依存しています。エネルギー集約型ですが、高いセキュリティを提供します。 Proof-of-Stake（POS）は、バリーターを選択して、杭の暗号通貨に基づいてブロックを作成するため、エネルギー効率が高くなりますが、株式の大部分が単一のエンティティによって制御されている場合は攻撃を受けやすくなります。

Q：ノードが不正取引を検出した場合はどうなりますか？

A：ノードが不正なトランザクションを検出した場合、トランザクションを拒否し、提案するブロックにそれを含めません。コンセンサスメカニズムにより、有効なトランザクションのみがブロックチェーンに追加されることが保証されます。ネットワークの分散性は、一部のノードが不正なトランザクションを受け入れたとしても、大多数がそれを拒否し、メインブロックチェーンの一部になることを妨げることを意味します。

Q：ブロック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：ブロックチェーンセキュリティは多面的です。それは、データの整合性、不正なトランザクションを防ぐためのコンセンサスメカニズム、およびネットワークの分散化された性質を確保するために、暗号化のハッシュに依存しています。ネットワーク全体の多数のノードによる一定の検証と検証は、全体的なセキュリティに大きく貢献します。