ブロックチェーン

luagate/blockchain-introブロックチェーン入門25 枚AI・先端技術

スライド103 触れる図解124 レッスンの導入6

上から下へ、全 25 枚そのまま並べています。

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ブロックチェーン入門

ブロックチェーン

改ざんできない記録〜つながる台帳〜

第2部ブロックがつながる仕組み

鎖を支えるハッシュの力

ブロックチェーン入門 - 仕組み

ブロックとは

取引の記録をひとまとめにした「箱」です。これを順番につないでいきます。

ブロック（Block）

複数の取引記録をひとまとめにした箱。中には記録に加えて、前のブロックの情報を要約した値が入っており、これが鎖のつなぎ目になる。

・複数の取引をまとめて入れる

・前のブロックの要約値を持つ

・これでひとつ前と結びつく

・順番に積み重なっていく

ブロックチェーン入門 - 仕組み

ブロックが鎖になる流れ

新しいブロックは、必ず前のブロックを参照してつながります。だから鎖になります。

1. 取引をまとめる

一定量の取引記録を集めて1つのブロックにする

2. 前を要約する

前のブロックの内容を要約した値を取り出す

3. 中に取り込む

その要約値を新しいブロックの中に入れる

4. 鎖がのびる

こうして前後がつながり、鎖が1つ長くなる

ブロックチェーン入門 - 仕組み

復習ハッシュ関数

以前学んだハッシュ関数が、ここで主役として効いてきます。伏線回収の場面です。

ハッシュ関数（おさらい）

どんなデータからも決まった長さの「要約値」を作る関数。入力が少しでも変わると要約値がまるごと変わり、要約値から元のデータには戻せない。

・入力からひとつの要約値を作る

・ほんの少しの変化で値が一変する

・要約値から元には戻せない

・ブロックのつなぎ目に使われる

ブロックチェーン入門 - 仕組み

改ざんが難しい理由

1か所だけこっそり書き換えても、ハッシュの値が変わって後ろが全部食い違うため、すぐ露見します。

各ブロックは前の要約値を持つ
1か所変えると要約値が変わる
すると後ろのブロックと食い違う
直すには鎖を全部作り直す必要がある
しかも全員の台帳と矛盾してしまう

ブロックチェーン入門 - 仕組み

つなぎ目のイメージ

・各ブロックは前のブロックの要約値を持ちます。これが鎖のつなぎ目です。値は説明用の例です。

json

{
  "block": 2,
  "prevHash": "a1b2c3...（前のブロックの要約値）",
  "data": ["AさんがBさんへ送金"],
  "hash": "d4e5f6...（このブロックの要約値）"
}

ブロックチェーン入門 - 合意

第3部分散台帳と合意

みんなで正しさを決める

ブロックチェーン入門 - 合意

分散台帳

台帳を1か所ではなく、多数の参加者が同じものを持ち合うしくみです。

分散台帳（Distributed Ledger）

同じ内容の台帳を、ネットワーク上の多くの参加者がそれぞれ保管するしくみ。特定の管理者に頼らず、みんなの記録を突き合わせて正しさを保つ。

・同じ台帳を多数が保管する

・一部が壊れても他が残る

・管理者に依存しない

・記録を突き合わせて整合をとる

ブロックチェーン入門 - 合意

コンセンサス（合意形成）

管理者がいない中で、次のブロックを誰が正しいと認めるかを決めるルールです。

コンセンサス（合意形成）

中央の管理者がいないネットワークで、どの記録を正しいものとして受け入れるかを参加者全体で決めるためのルール。多数の参加者が同意して初めて鎖に加わる。

・管理者なしで正しさを決める仕組み

・新しいブロックを皆で承認する

・不正な記録は受け入れられない

・ルールにより安全性を保つ

ブロックチェーン入門 - 合意

分散だからこその強み

中央に頼らないことで、これまでの仕組みには無い強さが生まれます。

止まりにくい

一部が落ちても続く
全員が同時に止まりにくい

ごまかしにくい

多数の台帳と矛盾する
不正がすぐ目立つ

信頼を分散

特定の管理者に依存しない
参加者全体で支える

ブロックチェーン入門 - 活用

第4部活用とこれから

暗号資産とその先

ブロックチェーン入門 - 活用

暗号資産との関係

暗号資産は、ブロックチェーンの最初の有名な使い道です。技術そのものではありません。

暗号資産（仮想通貨）

ブロックチェーンの上でやり取りされるデジタルの資産。送金の記録を改ざんしにくい台帳に残すことで、中央の銀行なしに価値を移せる。ブロックチェーンの代表的な応用例の一つ。

・ブロックチェーンの最初の応用例

・送金記録を台帳に残す

・中央の管理者なしに価値を移す

・ブロックチェーン本体とは別物

ブロックチェーン入門 - 活用

暗号資産以外の活用

改ざんしにくい台帳という性質は、お金以外にも幅広く使えます。

流通の追跡

産地から店までを記録
履歴をたどれる
偽装を防ぎやすい

証明・権利

証明書や権利の記録
改ざんしにくい
本物の証として使う

契約の自動化

条件を満たすと自動実行
人手を介さず処理
透明性が高い

ブロックチェーン入門 - 活用

メリットと課題

ブロックチェーンは万能ではありません。良い面と難しい面の両方を知っておきましょう。

メリット

記録を改ざんしにくい
管理者に依存しない
履歴を皆で確認できる
一部が止まっても続けられる

課題

処理に時間や電力がかかることがある
全員で台帳を持つため重い
間違った記録も消しにくい
用途を選んで使う必要がある

ブロックチェーン入門 - 活用

つながったブロックの数の伸び（イメージ）

鎖は時間とともに伸び続け、過去ほど深く埋もれて書き換えにくくなります。あくまでイメージです。

20 ブロック数(イメージ)1612840

2ブロック数(イメージ)

9ブロック数(イメージ)

20ブロック数(イメージ)

開始直後

しばらく後

さらに後

出典: 鎖が伸びていく傾向を示す概念図（概算）

ブロックチェーン入門 - まとめ

クイズ

振り返りクイズ

今日の内容を確認しましょう。

ブロックチェーンで「改ざんが難しい」とされる主な理由はどれ？

強力なパスワードで守られているから

各ブロックが前の要約値を持ち、多数で台帳を共有するから

管理者が常に監視しているから

データが暗号資産でしか書けないから

ブロックチェーン入門 - まとめ

答え

振り返りクイズ解答

ブロックチェーンで「改ざんが難しい」とされる主な理由はどれ？

強力なパスワードで守られているから

各ブロックが前の要約値を持ち、多数で台帳を共有するから

管理者が常に監視しているから

データが暗号資産でしか書けないから

各ブロックは前のブロックの要約値（ハッシュ）を持っているため、1か所書き換えると後ろが全部食い違い、しかも多数の参加者が同じ台帳を共有しているのですぐ矛盾が見つかります。だから改ざんが非常に難しいのです。正解は2番目です。

ブロックチェーン入門 - まとめ

質疑・次回予告

今日のまとめと、次に学ぶテーマです。質問があればここで受け付けます。

今日のおさらい

記録を鎖でつなぐ分散台帳
ハッシュで改ざんを防ぐ
暗号資産以外にも活用が広がる

次回予告

エッジコンピューティングとIoTの未来
現場の近くで処理するしくみを学ぶ

ブロックチェーンは「みんなで持つ、つながる台帳」。ハッシュが鎖のつなぎ目になり、1か所の書き換えが全体と矛盾する。だから後から消せない記録が生まれます。

— ブロックチェーン入門

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目次

今日のゴール