ビットコインの仕組みとは！システムをわかりやすく解説

ビットコインはインターネット上で使うことができる仮想通貨です。

仮想通貨という名前から「何かの拍子でお金が消えてしまったりしないのだろうか」となんとなく不安になってしまいますね。

しかしビットコインは世界中の人々が協力して正しい取引データを維持する作業をしているため、どこか途中で消えてしまうというようなことはまずありえません。

その作業とは、処理速度の速い高性能のコンピューターで膨大な計算をひたすら行い、一番早い解答をもとめた人が勝つゲームのような作業だと言ったら、あなたは信じますか？

この記事ではビットコインの仕組みを分かりやすく解説します。これを読めば、ビットコインの斬新なアイデアと緻密な計算で構築された世紀の大発明に、圧倒されることは間違いありません。

ビットコインの仕組みとは？管理主体がなくても円滑に機能する

ビットコインとは、インターネット上でやり取りするお金のことで、「仮想通貨」や「暗号通貨」と呼ばれています。

2009年、世界がリーマンショックの恐慌に揺れているころ、ビットコインのシステムは誕生しました。

なぜここまでビットコインが普及したのでしょうか。

その理由のひとつは「ビットコインの仕組みが信頼できる」と多くの人が認めたこと。

システム自体が信頼されなかったら、大切な資産を投資しようとする人はここまで増えなかったでしょう。

ビットコインはP2Pネットワークで維持・管理している

日本円や米ドルなど法定通貨は中央銀行や国が、クレジットカードなどは金融機関が、責任者となって管理してきました。

ビットコインはそのような管理主体がありません。では誰がどのように管理しているのでしょうか。

通常金融機関などは中央集権システムといって、メインコンピューターで管理をしますが、ビットコインではP2Pネットワーク※と呼ばれる分散型ネットワークを使います。

ビットコインはこのP2Pで、取引データを共有しています。

どこかのサーバーが一元管理をしているわけではないので、取引データの塊であるブロックチェーン※は世界中のコンピューターに分散されているということです。

このように取引記録であるブロックチェーンがP2Pで全世界に分散され、データがすべてオープンになっているということは、これまでの金融機関ではあり得ない非常識なことでした。

しかし金融機関などに代表される中央集権システムには欠点があります。

しかしビットコインは拠点がありませんから、取引履歴のすべてが世界中に分散しているので破壊することは不可能。ある意味最も強固なシステムともいえるのです。

ビットコインの取引成立の流れとは

ビットコインは実物の貨幣がないにもかかわらず、どのようにインターネット上で取引が成立しているのでしょうか。

つまりビットコインとは記録された情報なので、取引記録を書き換えることでビットコインの持ち主が変わるという論理です。

ビットコインのおおまかな決済完了の流れは、次の通りです。

1. 電子署名でビットコインを送る
2. 取引をブロックチェーンに記録する
3. プルーフ・オブ・ワーク※で取引の正当性を証明する

上記のような手順を踏むことで、管理主体が存在しなくても安心してビットコインで取引できる仕組みになっています。

ブロックチェーンやプルーフ・オブ・ワークについては、この記事の後半でさらに詳しく説明していきます。

アドレスと公開鍵とは？秘密鍵で電子署名するシステムを図解

まずビットコインの仕組みについて、最低限理解すべきことの一つに電子署名があります。

ビットコインは暗号化された電子署名で送信することで、送付者のなりすましや取引の改ざん（虚偽・偽造）を防ぐことができます。

このアドレスと公開鍵がなければ、相手にビットコインを送ることはできません。

ビットコインを「誰が」「いくら」送るかという送金情報は、送金元であるビットコインの所有者が、「送金情報が間違いない」という証明のため秘密鍵を使って署名します。

この情報は暗号化されているため、ビットコインを受け取る側しか解読できない仕組みになっています。

ビットコインを受け取る人は自分の公開鍵で暗号を解読し、確認後受け取ることができます。

所有者1が所有者2にビットコインを送る場合、所有者1はそのコインの取引データをハッシュ※化して持っています。

前のハッシュに新しい取引履歴と自分の公開鍵を加え、新しいハッシュを作ります。

所有者1はこの取引が正しい証明として自分の秘密鍵で署名し、P2Pネットワークに流します。

秘密鍵、公開鍵、ビットコインアドレスは、一般的に取引所やウォレット（ビットコインの口座のようなもの）のサービスで取得できます。

ブロックチェーンと発掘とは？取引記録を公開する斬新すぎる仕組み

ビットコインは取引記録をすべて開示しているため、不正な二重使用ができないようになっています。

取引記録はすべて匿名なので個人情報が洩れることはありません。

しかしどのアカウントがいくら取引したという記録は全て公開され、これまでの膨大な取引記録はすべて「ブロックチェーン」によって保存されています。

このブロックチェーンは誰もが見ることができるようになっているため、その透明性はそのまま正しさの証明でもあります。

ビットコインはこのブロックチェーンという膨大な計算記録によって、貨幣の二重使用や偽造による破たんからシステムを守っています。

ブロックチェーンの構造

ブロックチェーンは、こんな構造になっています。先ほど、秘密鍵で署名し公開鍵で受け取った取引情報の一つ一つもブロックの中に入っています。

またブロックの中には取引記録のほかにも「前のブロックのハッシュ」と「ナンス※」という符号が入っています。

※実際のハッシュの値

ブロックには前のブロックからバトンタッチされたハッシュが入っていますが、このブロックを完成させるためには新しいハッシュを作成し、次のブロックにつなげなければなりません。

ハッシュの完成には、その符号にピッタリ合った「ナンス」をパズルのように当てはめる必要があります。

ナンスを見つけるには、数字を総当たり式に片っ端から試さなければ分からないようになっており、膨大な量の計算が必要です。そもそもこんなめんどくさい計算が誰がやるの？と思いますよね。

ところが大変な労力をかけて、面倒な計算をする人たちは実は世界中にたくさんいるんです。

なぜならナンスを最初に見つけた人は、ビットコインの報酬がもらえるから。

ナンスを求める作業を発掘（マイニング）、作業をする人を発掘者（マイナー）といいますが、ビットコイン争奪戦のごとき発掘合戦は世界各地で白熱しているのです。

「プルーフ・オブ・ワーク」という斬新で合理的なデータ改ざん防止策

この一見無駄にも見えるような、ひたすら計算を繰り返す作業を「プルーフ・オブ・ワーク」といいます。

しかしプルーフ・オブ・ワークは無駄な作業ではありません。

管理主体のないブロックチェーンで最も問題なのは、データの改ざんです。

実際に行われた取引が取り消されたり、取引が行われていないにもかかわらず取引があったかのようにデータを処理されては、ビットコインのシステムはめちゃくちゃになってしまいます。

しかしプルーフ・オブ・ワークにより不正取引を防止できます。

例えばある人物が悪意を持って取引データを改ざんしようと間違ったナンスを送信した場合、その10分間の取引に世界中にいる同じ作業をする人々が、同じように間違ったナンスを解答しなければ成立しません。

ブロックチェーンはいわゆる多数決原理で正しさを証明しているのです。

半数以上の人々が間違った情報を送信することは考えにくく、正しいナンスを探し求める人たちに逆らって、さらに計算速度や電力パワーを追い抜かなければなりません。それは不可能に近いといわれています。

大量の計算をさせることで虚偽取引を排除する

世の中は正直者ばかりではありません。当然嘘つきも詐欺師もいます。その弱点があるために管理主体というチェック機能のない、烏合の衆で組織される通貨がうまくいくはずがないと考えられてきました。

しかしビットコインのシステムは「プルーフ・オブ・ワーク」で弱点を克服することができたのです。

それなら正直なマイナーとして参加し、ビットコインを正当に受けとったほうが一番の早道ですね。

ビットコインは、人間の心理的欲望を巧妙に取り入れたシステムだともいえるのです。

虚偽の取引を可能にする51％攻撃とは！

膨大な計算によって生み出されるブロックチェーンですが、一つだけ抜け穴があります。

それは多数決原理を逆手にとった、51％攻撃（51％attack）※と呼ばれているものです。

マイニングは計算速度が速い人ほど採掘に成功する確率が高くなるため、全体の過半数以上の計算能力を保持する団体が「悪意ある」採掘者だった場合、脅威となりえます。

2013年末、Ghash.ioというビットコインのマイニングプール※の処理速度が50％を超えそうになったため、ビットコインの信頼が揺らいだことがありました。

ビットコインはマイニングの参加者がとても多いため、51％攻撃の脅威は薄いのですが、参加者の少ないほかの仮想通貨ではありうることかもしれません。

採掘（マイニング）できるビットコインは無限ではない！

マイニングでどれくらいのビットコインがもらえるのでしょうか。

2009年の創成期ブロックでは創立者に50BTC与えられました。

報酬は4年ごとに半減するように作られていて、2017年までは1ブロックの報酬は25BTCです。

ビットコインの価値はその時々で変動しますが、当時の日本円に換算すると1,125万円（1BTC＝45万円で計算）！現在の日本円に換算すると1億5,000万円！

この報酬を受け取りたいがために、最も早くブロックチェーンをつなげる競争にたくさんの人が参加しています。

ビットコインは無限に採掘できない仕組み

インフレによって貨幣価値が下がることを防ぐため、ビットコインは無限に流通量を増やすことはできません。

マイニングのみでしかビットコインが生み出されない仕組みになっており、マイニングで受け取れるビットコインの額も半減していきます。

ビットコインの埋蔵量は最大で2100万BTC、ブロックチェーンは692万9,999番目まで。

1ブロックのマイニングにかかる時間は10分なので、すべてのブロックをマイニングし終えるXデーは西暦2142年に当たります。

マイニングの報酬が減ることで予想できる問題

計算上、最終的にはマイニングで生み出されるビットコインは1ブロックあたりごく少ないものになってしまい、最後のブロックでは「1億分の1BTC」しか受け取ることができなくなってしまいます。

時間がたてばたつほど「マイニングで得られる報酬は減る」にもかかわらず「計算速度を維持するためのコスト（電気料金や設備投資）は減るどころか増える一方でしょう。

マイニングによるインセンティブが高いことで多くのマイナーに競争心理が生まれ、それが強固なシステム維持につながっているなら、このパラドックスは心配な一面だといえます。

マウントゴックス事件は「ビットコインの破たん」ではない

サトシ・ナカモトが考案したビットコインの取引システムの理論に、いまのところ破綻はありません。

しかしサトシ・ナカモトの構想に入っていない部分があります。それは両替所や取引所と呼ばれる仲介業者です。

強固なブロックチェーンを改ざんすることができない代わりに、ハッカーは取引所のセキュリティーを破壊してパスワードを盗んでしまいます。

ビットコインの運営自体に欠陥はありません。しかし取引所のセキュリティーに信頼できないものもあることを肝に銘じましょう。

ビットコインの売買にビットフライヤーをおすすめする理由！

万全のセキュリティーでビットコインの売買が安心してできる取引所は、bitFlyer（ビットフライヤー）です。

bitFlyerはログインパスワードに加え、さらに確認コードによる二段階認証を採用。アカウントのセキュリティーを強化し、あなたの大切なコインをハッカーから守ります。

このようにbitFlyerは潤沢な資本金があり、多くの株主に支えられていますので、万が一にも破綻するようなことは考えにくく、安心してコインの取引や保管が行える取引所だといえるでしょう。

bitFlyerがおすすめの理由は、次のとおりです。

• 万全のセキュリティー
• 大手企業の株主がついているので安心
• アカウントの開設がカンタン
• 早ければ数分！コイン送金がスピーディー

以上のような理由からbitFlyerはユーザーに評価され、いまでは「ビットコイン取引量 6年連続国内 No.1」「暗号資産サービス利用経験率 国内 No.1」となっております。

コインチェックはマネックスグループ傘下

コインチェックは2018年4月よりマネックスグループのメンバーとなりました。

マネックスグループは東証１部上場企業で「マネックス証券」も傘下に持ち、日本中の人々から信頼を得ているグループ会社。

資金面やセキュリティ面での信頼性も高く、安心して取引できる取引所だといえます。

また、コインチェックは、売買できる仮想通貨が国内の仮想通貨取引所では最大級です！

ビットコインだけでなく、他の仮想通貨も取引してみたいという人にはコインチェックの詳細をチェックしてみてください。

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