BITCOIN

ビットコイン基礎知識2

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ビットコインを支える暗号技術

ビットコインには公開鍵暗号方式という技術が用いられています。以前からある暗号技術ですが、これを通貨の取引履歴の確認作業に応用したところに革新性があります。暗号技術そのものに目新しいものがあるわけではなく、その使い方が革新的なのがビットコインなのです。

ビットコインに必要な公開鍵と秘密鍵

ビットコイン取引を行うには、公開鍵と秘密鍵が必要です。
公開鍵も秘密鍵も英数字、記号の組み合わせです。
重要なのは秘密鍵で、51の英数字記号で作られています。この秘密鍵を元に公開鍵が作られます。
ビットコイン取引を行う際に利用される、ビットコインアドレスは公開鍵から生成されます。

つまり、

秘密鍵→公開鍵→ビットコインアドレス

という順序で作られていきます。
すべての元となるのが、秘密鍵というわけです。
ビットコインアドレスは、27~34個の英数字の組み合わせで1か3から始まります。

通常利用しているビットコインアドレスは1で始まっていると思いますが、これは、シングルシグネチャ(シングルシグ)と呼びます。秘密鍵が1つから生成されたアドレスです。

一方、3から始まるアドレスは、マルチシグネチャ(マルチシグ)といい秘密鍵を3つ使って1つのアドレスを生成しています。
秘密鍵が1つでないので、マルチシグの方がセキュリティが高いです。マルチシグ対応のビットコインウォレットも出ています。

ビットコインを利用するということは、必ず自分専用の秘密鍵を誰もが持っています。しかし使っている人は自分の秘密鍵を知らないまま使っているのが大半です。

ビットコインアドレスは、電子メールアドレスのように固定ではありません。ウォレットで定期的に変更されます。しかし、ビットコインアドレスが変わっても、アドレスを生成する元となった秘密鍵や公開鍵は同じなので、ウォレットが違うアドレスになっても、元のアドレスで着信することができます。ビットコインアドレスは、ほぼ無限に生成できるとされています。
なお、安全性の面から、取引のたびにビットコインアドレスは変えた方がいいと言われています。

全ての元となる秘密鍵、その保管がどれだけ大切か、わかるかと思います。

ビットコインの送信

ビットコイン決済による取引を行うと、ビットコインを送信することになりますが、買った人は売った人のアドレスへ直送信(ユニキャストといいます)しているイメージを持つかもしれません。しかし、それは間違いで、ビットコインの取引データは、P2Pで形成された世界に張り巡らされたビットコインネットワークに対してブロードキャスト(放送)されます。

この放送行為によって、誰が、どこに、いくら送ったのか、そのデータが世界のどこかでブロックに組み込まれ、次のブロックにつながれていくことで、取引データが世界中に共有されることになります。
つまり、取引や残高といったデータはブロックチェーンの中にあり、ウォレットのなかにあるわけではない、ということなので、誤解しないようにしなくてはなりません。

プルーフオブワーク

これはビットコインの基盤技術ともいえます。
改ざん防止技術として、プルーフオブワークという仕組みが取り入れられています。
どこに組み込まれているかというと、ブロックとブロックの連結時、つまりブロックチェーンに使われています。

ブロックに組み込まれた10分間の取引データと、前ブロックの計算直、そしてナンスと呼ばれる数列を用いて、P2Pネットワークにあるマイニングコンピュータが大量の電力を使いながら、力技で総当たりの膨大な計算を繰り返していってます。その計算結果で一番早く正解を導いたコンピュータに25BTCが割り当てられるわけですが、その膨大な計算(仕事)をした者を証明するという表現で、プルーフオブワークと言われています。

ブロック形成をする過程において、前のブロック計算で算出された数値(ハッシュ値)を、次のブロック計算にも使うという仕組みをとっています。もし悪意ある者が取引データを改ざんしたとすると、その取引が組み込まれたブロック計算結果も変わることになります。前のブロック計算結果が次のブロック計算にも使われることから、改ざんを正当化するためには、改ざんしたブロックに続く全てのブロックを計算し直さなくてはならなくなるわけです。改ざんを成功させるには、いままさに計算されているブロックまで、延々と改ざんを繰り返していく膨大な作業が必要となるのです。
このような改ざんを可能にするには、しのぎを削ってマイニング競争をしている世界中のコンピュータを上回る圧倒的な処理能力を駆使しないと不可能なわけです。
仮に、そのような、圧倒的なスーパーコンピュータを持っていたとしたら、わざわざ改ざんなどせず、マイニング競争で勝つことに能力を使った方が、効率がいいわけです。
ビットコインのブロックチェーン形成に必要な膨大な計算、プルーフオブワークによって、ビットコインの改ざんは不可能と言われているのです。

ビットコインの手順は以下のとおりにまとめることができます。
1電子署名を使ってビットコインを送信
2取引データをP2Pネットワークへブロードキャストしてブロックチェーンに記録
3プルーフオブワークにて改ざん防止

ビットコイン発案者といわれるナカモトサトシの論文を日本語訳で読むことができます。
一度、お読みになられることをオススメします。

日本語で読むビットコイン原論文(coincheck)

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