ブロックチェーンテクノロジーとは
ブロックチェーンテクノロジーは、ビジネスネットワーク内で透過的な情報共有を行えるようにする高度なデータベースメカニズムです。ブロックチェーンデータベースは、チェーンで相互にリンクされているブロックにデータを保存します。ネットワークからのコンセンサスなしにチェーンを削除または変更することはできないため、データは時系列で一貫しています。その結果、ブロックチェーンテクノロジーを使用して、注文、支払い、アカウント、およびその他のトランザクションを追跡するための不変またはイミュータブルな台帳を作成できます。システムには、不正なトランザクションエントリを防止し、トランザクションの共有ビューに一貫性を持たせるメカニズムが組み込まれています。
ブロックチェーンが重要な理由
従来のデータベーステクノロジーでは、金融取引を記録するのにいくつかの課題が提示されました。例えば、不動産の売却について考えてみましょう。代金の受け渡しが行われると、不動産の所有権は買い手に譲渡されます。買い手と売り手のどちらもが個別に金銭取引を記録できますが、どちらのソースも信頼できません。売り手は、受け取ったとしても代金を受け取っていないと簡単に主張でき、買い手は、払っていなくても代金を支払ったと同様に主張することができます。
潜在的な法的問題を回避するために、信頼できる第三者機関が取引を監督および検証する必要があります。この中央機関の存在は、トランザクションを複雑にするだけでなく、単一の脆弱点を生み出します。中央データベースが危険にさらされた場合、両当事者が害される可能性があります。
ブロックチェーンは、トランザクションを記録するための分散型の改ざん防止システムを作成することにより、このような問題を軽減しています。不動産取引のシナリオでは、ブロックチェーンは買い手と売り手にそれぞれ 1 つの台帳を作成します。すべての取引は両方の当事者によって承認される必要があり、両方の台帳でリアルタイムに自動的に更新されます。履歴トランザクションが破損すると、台帳全体が破損します。ブロックチェーンテクノロジーのこのような特性は、ビットコインのようなデジタル通貨が誕生するなど、さまざまなセクターでの利用につながりました。
さまざまな業界におけるブロックチェーンの利用法
ブロックチェーンは、さまざまな業界で革新的な方法で採用されている新しいテクノロジーです。次のサブセクションでは、さまざまな業界のいくつかのユースケースについて説明します。
エネルギー
エネルギー企業は、ブロックチェーンテクノロジーを使用して、ピアツーピアのエネルギー取引プラットフォームを作成し、再生可能エネルギーへのアクセスを合理化しています。例えば、次の利用法が考えられます。
- ブロックチェーンベースのエネルギー企業は、個人間で電力を販売するための取引プラットフォームを作成しました。ソーラーパネルを所有する住宅所有者は、このプラットフォームを使用して、余剰の太陽エネルギーを隣人に販売します。プロセスは大部分が自動化されています。スマートメーターはトランザクションを作成し、ブロックチェーンはそれらを記録します。
- ブロックチェーンベースのクラウドファンディングイニシアチブにより、利用者はエネルギーへのアクセスが不足しているコミュニティでソーラーパネルの設置を支援して所有できます。ソーラーパネルが設置されると、スポンサーはコミュニティのための賃料を受け取れる可能性もあります。
金融
銀行や証券取引所などの従来の金融システムは、ブロックチェーンサービスを利用して、オンライン支払い、アカウント、および市場取引を管理しています。例えば、アジア全域で金融取引サービスを提供する投資持株会社である Singapore Exchange Limited は、ブロックチェーンテクノロジーを利用して、より効率的な銀行間決済アカウントを構築しています。ブロックチェーンを採用することで、バッチ処理や数千の金融取引の手動調整など、いくつもの課題を解決しました。
メディアとエンターテインメント
メディアおよびエンターテインメント企業は、ブロックチェーンシステムを使用して著作権データを管理しています。著作権の検証は、アーティストの公正な報酬にとって重要です。著作権コンテンツの販売または譲渡を記録するには、複数のトランザクションが必要です。 Sony Music Entertainment Japan は、ブロックチェーンサービスを利用して、デジタル著作権管理をより効率的にしています。同社はブロックチェーン戦略をうまく利用して、生産性を向上させ、著作権処理のコストを削減しました。
小売業
小売企業は、ブロックチェーンを使用して、サプライヤーとバイヤーの間の商品の移動を追跡しています。例えば、Amazon 小売では、ブロックチェーンテクノロジーを使用して、プラットフォームで販売されるすべての商品が本物であることを確認する分散型台帳テクノロジーシステムの特許を申請しました。Amazon の出品者は、認証局に登録した後、メーカー、配達業者、ディストリビューター、エンドユーザー、セカンダリユーザーなどの参加者がイベントを台帳に追加できるようにすることで、グローバルサプライチェーンをマッピングできます。
ブロックチェーンテクノロジーの特徴
ブロックチェーンテクノロジーには、次の主な機能があります。
分散化
ブロックチェーンの分散化とは、制御と意思決定を一元化されたエンティティ (個人、組織、またはグループ) から分散型ネットワークに移すことを指します。分散型ブロックチェーンネットワークは、透明性を利用して、参加者同士が信頼する必要性を減らします。このネットワークはまた、参加者がネットワークの機能を低下させるような方法で相互に権限を行使したり制御したりすることを思いとどまらせます。
不変性
不変性とは、何かを変更または改変できないことを意味します。誰かが共有台帳にトランザクションを記録すると、参加者はトランザクションを改ざんできません。トランザクションレコードにエラーが含まれている場合は、新しいトランザクションを追加して間違いを元に戻す必要があり、両方のトランザクションがネットワークで確認できます。
コンセンサス
ブロックチェーンシステムは、トランザクションの記録に関する参加者の同意に関するルールを確立します。ネットワークの参加者の大多数が同意した場合にのみ、新しいトランザクションを記録できます。
ブロックチェーンテクノロジーの主要なコンポーネント
ブロックチェーンアーキテクチャには、次の主要なコンポーネントがあります。
分散型台帳
分散型台帳は、チームの全員が編集できる共有ファイルなど、トランザクションを保存するブロックチェーンネットワーク内の共有データベースです。ほとんどの共有テキストエディタでは、編集権限を持っている人なら誰でもファイル全体を削除できます。ただし、分散型台帳テクノロジーには、誰が編集できるか、どのように編集するかについて厳格なルールがあります。記録されたエントリは削除できません。
スマートコントラクト
企業はスマートコントラクトを利用して、サードパーティーの支援を受けることなくビジネス上の契約を自己管理しています。スマートコントラクトは、ブロックチェーンシステムに保存されているプログラムであり、所定の条件が満たされたときに自動的に実行されます。トランザクションを自信を持って完了できるように、if-then チェックを実行します。例えば、物流会社は、商品が港に到着すると自動的に支払いを行うスマートコントラクトを持つことができます。
パブリックキー暗号化
パブリックキー暗号化は、ブロックチェーンネットワークの参加者を一意に識別するためのセキュリティ機能です。このメカニズムは、ネットワークメンバー用に 2 セットのキーを生成します。1 つのキーは、ネットワーク内のすべての人に共通のパブリックキーです。もう 1 つのキーは、すべてのメンバーに固有のプライベートキーです。プライベートキーとパブリックキーが連携して、台帳のデータのロックを解除します。
例えば、John と Jill はネットワークの 2 人のメンバーだとします。John は、自身のプライベートキーで暗号化されたトランザクションを記録します。Jill はパブリックキーでそれを復号化できます。このようにして、Jill は John がトランザクションを行ったことを確信できます。John のプライベートキーが改ざんされていたら、Jill のパブリックキーは機能しなかったでしょう。
ブロックチェーンの仕組み
基盤となるブロックチェーンメカニズムは複雑ですが、次の手順で簡単に概要を説明します。ブロックチェーンソフトウェアは、次のステップのほとんどを自動化できます。
ステップ 1 - トランザクションを記録する
ブロックチェーントランザクションは、ブロックチェーンネットワーク内のあるパーティーから別のパーティーへの物理的またはデジタル資産の移動を示します。これはデータブロックとして記録され、次のような詳細を含めることができます。
- トランザクションに関与しているのは誰か?
- トランザクション中に何が起こったか?
- 取引はいつ行われましたか?
- トランザクションはどこで発生したか?
- なぜトランザクションが発生したのか?
- アセットのどのくらいが交換されたか?
- トランザクション中にいくつの前提条件が満たされたか?
ステップ 2 – コンセンサスを得る
分散型ブロックチェーンネットワークのほとんどの参加者は、記録されたトランザクションが有効であることに同意する必要があります。ネットワークの種類に応じて、合意のルールは異なりますが、通常はネットワークの開始時に確立されます。
ステップ 3 – ブロックをリンクする
参加者がコンセンサスに達すると、ブロックチェーン上のトランザクションは台帳のページに相当するブロックに書き込まれます。トランザクションとともに、暗号化ハッシュも新しいブロックに追加されます。ハッシュは、ブロック同士をリンクするチェーンとして機能します。ブロックの内容が意図的または意図せずに変更された場合、ハッシュ値が変更され、データの改ざんを検出する方法が示されます。
したがって、ブロックとチェーンは安全にリンクされ、編集することはできません。追加のブロックごとに、前のブロックの検証が強化されるため、ブロックチェーン全体が強化されます。これは、木製のブロックを積み重ねて塔を作るようなものです。ブロックは上にしか積み重ねることができず、タワーの中心からブロックを取り除くと、タワー全体が壊れます。
ステップ 4 – 台帳を共有する
システムは中央台帳の最新のコピーをすべての参加者に配信します。
ブロックチェーンネットワークのタイプ
ブロックチェーンの分散型ネットワークの主要なタイプには、次の 4 つがあります。
パブリックブロックチェーンネットワーク
パブリックブロックチェーンは許可なしに誰でも参加できます。ブロックチェーンのすべてのメンバーは、ブロックチェーンを読み取り、編集し、検証するための同等の権限を持っています。人々は主にパブリックブロックチェーンを利用して、ビットコイン、イーサリアム、ライトコインなどの暗号通貨を交換およびマイニングしています。
プライベートブロックチェーンネットワーク
1つの組織が、マネージドブロックチェーンとも呼ばれるプライベートブロックチェーンを制御します。オーソリティは、誰がメンバーになることができ、ネットワークでどのような権利を持っているかを決定します。プライベートブロックチェーンにはアクセス制限があるため、部分的に分散化されています。企業向けのデジタル通貨交換ネットワークであるリップルは、プライベートブロックチェーンの一例です。
ハイブリッドブロックチェーンネットワーク
ハイブリッドブロックチェーンは、プライベートネットワークとパブリックネットワークの両方の要素を組み合わせています。企業は、パブリックシステムと共にプライベートな許可ベースのシステムをセットアップできます。このようにして、残りのデータを公開したまま、ブロックチェーンに保存されている特定のデータへのアクセスを制御します。また、スマートコントラクトを使用して、一般市民がプライベートトランザクションが完了したかどうかを確認できるようにしています。例えば、ハイブリッドブロックチェーンは、銀行が所有する通貨を非公開にしたまま、デジタル通貨へのパブリックアクセスを許可できます。
コンソーシアムブロックチェーンネットワーク
組織のグループがコンソーシアムブロックチェーンネットワークを管理します。事前に選択された組織が、ブロックチェーンを維持し、データアクセス権を決定する責任を共有します。多くの組織が共通の目標を持ち、責任を共有することで利益を得る業界では、多くの場合、コンソーシアムのブロックチェーンネットワークが好まれます。例えば、Global Shipping Business Network Consortium は、海運業界をデジタル化し、海事業界のオペレーター間のコラボレーションを強化することを目的とした非営利のブロックチェーンコンソーシアムです。
ブロックチェーンプロトコルとは
ブロックチェーンプロトコルという用語は、アプリケーション開発に利用できるさまざまなタイプのブロックチェーンプラットフォームを指します。各ブロックチェーンプロトコルは、特定の業界またはアプリケーションに適合するように基本的なブロックチェーンの原則を適応させます。ブロックチェーンプロトコルの例を、次のサブセクションで示します。
Hyperledger Fabric
Hyperledger Fabric は、一連のツールとライブラリを備えたオープンソースプロジェクトです。企業はこれを使用して、プライベートブロックチェーンアプリケーションを迅速かつ効果的に構築できます。これは、独自のアイデンティティ管理およびアクセス制御機能を提供するモジュール式の汎用フレームワークです。これらの機能により、サプライチェーンの追跡、貿易金融、ロイヤリティと報酬、金融資産の決済など、さまざまなアプリケーションに適するようになります。
Ethereum
Ethereum は分散型オープンソースブロックチェーンプラットフォームです。これを使用して、パブリックブロックチェーンアプリケーションを構築できます。Ethereum Enterprise は、ビジネスユースケース向けに設計されています。
Corda
Corda は、ビジネス向けに設計されたオープンソースのブロックチェーンプロジェクトです。Corda により、相互運用可能なブロックチェーンネットワークを構築し、厳密に秘密を保ったまま取引できます。企業は、Corda のスマートコントラクトテクノロジーを使用して、価値のある直接取引を行うことができます。そのユーザーのほとんどは金融機関です。
Quorum
Quorum は、Ethereum から派生したオープンソースのブロックチェーンプロトコルです。これは、1 人のメンバーのみがすべてのノードを所有するプライベートブロックチェーンネットワーク、または複数のメンバーがそれぞれネットワークの一部を所有するコンソーシアムブロックチェーンネットワークで使用するために特別に設計されています。
ブロックチェーンテクノロジーの進化の歴史
ブロックチェーン技術のルーツは、Ralph Merkle というコンピュータ科学者が Hash ツリーまたは Merkle ツリーの特許を取得した 1970 年代後半に遡ることができます。これらのツリーは、暗号化を使用してブロックをリンクすることによってデータを保存するためのコンピュータサイエンス構造になっています。1990 年代後半、Stuart Haber と W. Scott Stornetta は、Merkle ツリーを使用して、ドキュメントのタイムスタンプを改ざんできないシステムを実装しました。これは、ブロックチェーンの歴史の中で初の出来事でした。
このテクノロジーは、次の 3 世代にわたって進化を続けていきます。
第 1 世代 – ビットコインおよびその他の仮想通貨
2008 年、Satoshi Nakamoto という名前でしか知られていない匿名の個人または個人のグループが、ブロックチェーンテクノロジーを現代的な形で概説しました。Satoshi のビットコインブロックチェーンのアイデアは、ビットコイントランザクションに 1 MB の情報ブロックを使用していました。ビットコインブロックチェーンシステムの機能の多くは、今日でもブロックチェーンテクノロジーの中心となっています。
第 2 世代 – スマートコントラクト
第 1 世代の通貨が登場してから数年後、デベロッパーは暗号通貨を超えたブロックチェーンアプリケーションを検討し始めました。例えば、イーサリアムの発明者は、資産譲渡取引でブロックチェーンテクノロジーを使用することを決定しました。その重要な貢献に、スマートコントラクト機能があります。
第 3 世代 – 未来
企業が新しいアプリケーションを発見して実装するにつれて、ブロックチェーンテクノロジーは進化と成長を続けています。企業は規模と計算の限界を解決しており、進行中のブロックチェーン革命における潜在的な機会は無限です。
ブロックチェーンテクノロジーの利点
ブロックチェーンテクノロジーは、資産取引管理に多くの利点があります。それらのいくつかを次のサブセクションにリストします。
高度なセキュリティ
ブロックチェーンシステムは、最新のデジタルトランザクションに必要な高レベルのセキュリティと信頼をもたらします。誰かが基盤となるソフトウェアを操作して、自分たちのために偽のお金を生み出すのではないかという恐れが常にあります。しかし、ブロックチェーンは、暗号化、分散化、およびコンセンサスの 3 つの原則を用いて、改ざんがほぼ不可能な、安全性の高い基盤となるソフトウェアシステムを作成しています。単一障害点はなく、1 人のユーザーがトランザクションレコードを変更することはできません。
効率の向上
企業間取引は、特にコンプライアンスやサードパーティーの規制機関が関与している場合、多くの時間がかかり、オペレーション上のボトルネックを生み出す可能性があります。ブロックチェーンの透明性とスマートコントラクトは、そのようなビジネストランザクションをより速くより効率的にします。
より高速な監査
企業は、電子トランザクションを監査可能な方法で安全に生成、交換、アーカイブ、および再構築できなければなりません。ブロックチェーンレコードは時系列でイミュータブルです。つまり、すべてのレコードは常に時間順に並べられます。このデータの透過性により、監査処理がはるかに高速になります。
ビットコインとブロックチェーンの違い
ビットコインとブロックチェーンは同じ意味で使用される可能性がありますが、これらは異なるものです。ビットコインはブロックチェーンテクノロジーの初期の用途であったため、人々は誤ってビットコインをブロックチェーンを意味するものとして使い始め、誤解を生み出しました。しかし、ブロックチェーンテクノロジーにはビットコイン以外にも多くの用途があります。
ビットコインは、一元管理なしで動作するデジタル通貨です。ビットコインは元々オンラインで金融取引を行うために作成されましたが、現在は米ドルやユーロなどの他のグローバル通貨に変換できるデジタルアセットと見なされています。パブリックビットコインブロックチェーンネットワークは、中央台帳を作成および管理します。
ビットコインネットワーク
パブリック台帳はすべてのビットコイントランザクションを記録し、世界中のサーバーがこの台帳のコピーを保持しています。サーバーは銀行のようなものです。各銀行は顧客が交換するお金についてのみ知っていますが、ビットコインサーバーは世界中のすべてのビットコイントランザクションを認識しています。
予備のコンピュータを持っている人なら誰でも、ノードと呼ばれるこれらのサーバーの 1 つをセットアップできます。これは、銀行口座の代わりに独自のビットコイン銀行を開くようなものです。
ビットコインマイニング
パブリックビットコインネットワークでは、メンバーは暗号方程式を解いて新しいブロックを作成することにより、暗号通貨をマイニングします。システムは、新しい各トランザクションをネットワークにパブリックにブロードキャストし、ノード間で共有します。約 10 分ごとに、マイナーはこれらのトランザクションを新しいブロックに収集し、ビットコインの最も信頼のおけるアカウントブックのように機能するブロックチェーンに永続的に追加します。
マイニングはかなりの計算リソースを必要とし、ソフトウェアプロセスの複雑さのために長い時間がかかります。代わりに、マイナーは少量の暗号通貨を獲得します。マイナーは、取引を記録し、取引手数料を徴収する現代の書記として機能します。
ネットワーク全体のすべての参加者は、ブロックチェーン暗号化技術を使用して、誰がどのコインを所有するかについて合意に達します。
データベースとブロックチェーンの違い
ブロックチェーンは、通常のデータベースよりも多くの機能を備えた特殊なタイプのデータベース管理システムです。次のリストで、従来のデータベースとブロックチェーンのいくつかの重要な違いについて説明します。
- ブロックチェーンは、既存のデータへの信頼を損なうことなく、制御を分散化します。これは、他のデータベースシステムでは不可能です。
- トランザクションに関与する企業は、データベース全体を共有することはできません。しかし、ブロックチェーンネットワークでは、各企業が台帳のコピーを持っており、システムは 2 つの台帳間の一貫性を自動的に維持します。
- ほとんどのデータベースシステムではデータを編集または削除できますが、ブロックチェーンではデータを挿入することしかできません。
ブロックチェーンとクラウドの違い
クラウドという用語は、オンラインでアクセスできるコンピューティングサービスを指します。クラウドから、Software as a Service (SaaS)、Product as a Service (PaaS)、および Infrastructure as a Service (IaaS) にアクセスできます。クラウドプロバイダーは、ハードウェアとインフラストラクチャを管理し、インターネットを介してこれらのコンピューティングリソースにアクセスできるようにします。データベース管理だけでなく、より多くのリソースを提供します。パブリックブロックチェーンネットワークに参加する場合は、台帳のコピーを保存するためのハードウェアリソースを提供する必要があります。この目的のために、クラウドのサーバーを使用することもできます。一部のクラウドプロバイダーは、完全な Blockchain as a Service (BaaS) も提供しています。
Blockchain as a Service とは
Blockchain as a Service (BaaS) は、サードパーティーがクラウドで提供するマネージドブロックチェーンサービスです。クラウドプロバイダーがインフラストラクチャとブロックチェーン構築ツールを提供している間に、ブロックチェーンアプリケーションとデジタルサービスを開発できます。必要な作業は、既存のブロックチェーンテクノロジーをカスタマイズすることだけです。これにより、ブロックチェーンの採用がより速く、より効率的になります。
AWS ブロックチェーンサービスとは
AWS ブロックチェーンサービスは、お客様の要求事項をサポートするための専用ツールを提供します。それを使用して、トランザクションのイミュータブルの記録を維持する一元化された台帳データベースから、仲介者を排除するのに役立つマルチパーティーのフルマネージドブロックチェーンネットワークまで、すべてを構築できます。AWS には、Hyperledger、Corda、Ethereum、Quorum など、すべての主要なブロックチェーンプロトコルをサポートするパートナーによる検証済みのブロックチェーンソリューションが多数あります。その結果、AWS を使用して、ブロックチェーンおよび台帳アプリケーションをより簡単、迅速、効率的に開発できます。いくつかの便利な AWS ブロックチェーンサービスは次のとおりです。
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