パブリ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？分散型元帳はどのように記録されていますか

公共チェーンのトランザクション検証の紹介

パブリックブロックチェーンは、多くの暗号通貨のバックボーンであり、中央当局を必要とせずに安全で透明なトランザクションを可能にします。これらのネットワークでのトランザクションを検証するプロセスは、ブロックチェーンの完全性とセキュリティを維持するために重要です。トランザクションの検証には、主にノードとマイナーのネットワークによって管理されるいくつかのステップが含まれ、各トランザクションが正当であり、分散型元帳に正確に記録されるようにします。

トランザクション検証におけるノードの役割

ノードは、パブリックチェーンでのトランザクションの検証プロセスで極めて重要な役割を果たします。これらのノードは、ブロックチェーン全体のコピーを維持することにより、ネットワークに参加する基本的にコンピューターです。新しいトランザクションが開始されると、ノードが最初にトランザクションの基本パラメーターを検証するネットワークにブロードキャストされます。これには、送信者が必要な資金を持っているかどうか、トランザクション形式が正しいかどうかを確認することが含まれます。

• トランザクション形式の検証：ノードトランザクションが特定のブロックチェーンのプロトコルに準拠しているかどうかを確認します。
• 送信者の残高を確認する：ノードは、送信者が取引を完了するのに十分な資金があることを確認します。
• トランザクションの入力と出力の検証：ノードトランザクション入力と出力が正しくフォーマットされ、送信者の意図と一致するようにします。

これらの最初のチェックが合格すると、トランザクションは有効と見なされ、検証プロセスの次の段階に移動します。

マイニングとブロックの作成

ノードがトランザクションを検証すると、他のトランザクションとブロックにグループ化されます。その後、鉱山労働者は、このブロックをブロックチェーンに追加するために、仕事の証明（POW）として知られる複雑な数学的問題を解決するために競争します。問題を解決した最初の鉱山労働者は、ブロックをチェーンに追加し、暗号通貨で報われます。

• ブロックの作成：トランザクションは鉱夫によってブロックにグループ化されます。
• ワークの証明パズルを解決します。マイナーは暗号化パズルを解決するために競争します。これには、重要な計算能力が必要です。
• ブロックをブロックチェーンに追加します：成功したマイナーはブロックチェーンにブロックを追加し、報酬を受け取ります。

このプロセスにより、トランザクションが検証されるだけでなく、ブロックチェーンに安全に記録されることが保証され、過去のトランザクションを変更することはほぼ不可能になります。

コンセンサスメカニズムとトランザクションの検証

コンセンサスメカニズムは、ネットワーク上のすべてのノードがブロックチェーンの状態に同意することを保証するために重要です。前述のように、パブリックブロックチェーンで使用される最も一般的なコンセンサスメカニズムは、仕事の証明（POW）です。ただし、 Proof-of-Stake（POS）や委任されたProof-of-Stake（DPO）などの他のメカニズムも、さまざまなブロックチェーンで使用されています。

• 仕事の証明（POW） ：鉱夫は数学的な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チェーンにブロックを追加します。
• Proof-of-Stake（POS） ：バリデーターは、保持しているコインの数に基づいて新しいブロックを作成するために選択され、担保として「利害関係」したいと考えています。
• 委任されたProof-of-Stake（DPOS） ：トークンホルダーは、トランザクションの検証とブロックの作成を担当する少数の代表者に投票します。

これらの各メカニズムには、トランザクションが分散型台帳に安全に検証および記録されることを保証する独自の方法があります。

分散型元帳に関するトランザクションの記録

トランザクションが検証されると、それらは分散型元帳に記録されます。これは、本質的にブロックチェーン自体です。各ブロックにはトランザクションのリストが含まれており、ブロックがチェーンに追加されると、元帳の永続的な部分になります。このプロセスにより、ネットワーク上のすべての参加者がすべてのトランザクションの最新かつ正確な記録を持つことが保証されます。

• トランザクションデータ：各トランザクションには、送信者、受信者、金額、タイムスタンプなどの詳細が含まれます。
• ブロック構造：トランザクションはブロックにグループ化されます。これには、以前のブロック（ハッシュ）への参照も含まれており、チェーンの完全性が確保されます。
• 不変のレコード：ブロックがブロックチェーンに追加されると、変更できず、元帳が抑制されます。

元帳の分散された性質は、単一のエンティティがデータを制御しないことを意味し、システムのセキュリティと透明性を高めます。

取引検証におけるセキュリティ対策

パブリックチェーンでのトランザクションのセキュリティを確保するには、いくつかの保護層が含まれます。暗号化アルゴリズムは、トランザクションを保護し、認定された当事者のみがデータにアクセスして変更できるようにするために使用されます。さらに、ネットワークの分散性は、ブロックチェーンを変更しようとすると、ネットワークのノードの大部分を制御する必要があることを意味します。これは、参加者の数が多いために実際には不可能な偉業です。

• 暗号化署名：トランザクションは送信者の秘密鍵で署名され、送信者のみがトランザクションを開始できるようにします。
• ハッシュ関数：各ブロックには、前のブロックのハッシュが含まれており、変更が困難なブロックのチェーンが作成されます。
• ネットワークコンセンサス：コンセンサスメカニズムにより、すべてのノードがブロックチェーンの状態に同意し、不正取引が記録されないようにします。

これらのセキュリティ対策は、ブロックチェーンの完全性を保護し、トランザクションが正確に検証および記録されるように協力します。

よくある質問

Q：検証プロセス中にトランザクションが無効である場合はどうなりますか？

A：検証プロセス中にトランザクションが無効であることが判明した場合、ノードによって拒否され、ブロックに含まれていません。送信者は、トランザクションを修正し、検証のために再提出する必要がある場合があります。

Q：パブリックチェーンのトランザクションを逆転させることはできますか？

A：パブリックチェーンのトランザクションは、確認されてブロックチェーンに追加されると、不可逆的になるように設計されています。これは、ブロックチェーンの不変の性質によるものであり、トランザクションが記録されると、変更または削除できないことが保証されます。

Q：トランザクションをブロックチェーンで検証および記録するのにどれくらい時間がかかりますか？

A：ブロックチェーンにトランザクションを検証および記録するのにかかる時間は、特定のブロックチェーンとそのネットワーク条件によって異なります。たとえば、Bitcoinトランザクションは通常、確認に約10分かかりますが、イーサリアムトランザクションは数秒から分で確認できます。

Q：トランザクション検証における鉱夫の役割は何ですか？

A：マイナーは、トランザクションをブロックにグループ化し、複雑な数学的問題を解決してこれらのブロックをブロックチェーンに追加することにより、トランザクション検証において重要な役割を果たします。彼らは、暗号通貨の形で報酬を通してこの作業を行うように奨励され、ブロックチェーンのセキュリティと完全性を確保します。