ビットコインとは？ビットコインの仕組みを探る

ビットコインとは？ビットコインの仕組みを探る

ビットコインは、決済や投資に使われる暗号通貨以上のものだ。暗号通貨の背後には、エコシステム全体が存在する。実際、このようなエコシステムは今日インターネット上で数多く機能しているが、ビットコインが最初であるため、その機能を理解することは有益である。

では、ビットコインはどのように機能するのか？ビットコインは非中央集権的なデジタル通貨で、金融システムや政府当局を介さずに運営されている。すべての暗号通貨取引を記録するデジタルネットワーク上でピアツーピアの送金を利用する。このネットワークは、ブロックチェーンというオープンソースのコードによって支えられており、取引履歴を連鎖させることで操作を防いでいる。

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これらの送金はユーザー間で直接確認され、共有された公開台帳に配置されるため、ビットコインは政府や銀行のような通貨取引を検証する中央ファシリテーターの必要性を排除している。

ビットコインネットワークの舞台裏で何が起こっているのかを学ぶことで、このデジタル現象とそれが世界の財政にどのような影響を与えているのかについて理解を深めることができます。

キーポイント
ブロックチェーンとは、セキュリティで保護された分散型台帳であり、変更を加えることができる複数のユーザー間で広められるデータベースです。
マイニングはトランザクションを検証するプロセスで、ビットコインで報酬を得るマイナー（採掘者）が必要です。
ウォレット、公開鍵、秘密鍵を使ってビットコインにアクセスする。
ビットコインのユーザーは、取引を処理するためにマイナーに少額の取引手数料をビットコインで支払う。
ビットコインの弱点は鍵の保管方法にあり、そのブロックチェーンが漏洩したことは一度もないと言われている。

ビットコインのブロックチェーン

ビットコインのブロックチェーンは、暗号化によって保護され、ピアによって検証されるトランザクションのデータベースである。その仕組みはこうだ。ブロックチェーンは1か所に保存されているのではなく、ネットワーク内の複数のコンピューターやシステムに分散されている。これらのシステムはノードと呼ばれる。すべてのノードがブロックチェーンのコピーを持ち、ブロックチェーンに有効な変更があるたびにすべてのコピーが更新される。

ブロックチェーンはブロックから構成され、ブロックには取引に関するデータ、以前のブロック、アドレス、取引を実行しブロックチェーンを実行するコードが格納されている。ブロックチェーンを理解するには、まずブロックを理解することが重要だ。

ブロック

ブロックチェーン上のブロックが開かれると、ブロックチェーンはブロックハッシュを作成する。ブロックハッシュは256ビットの数値で、以下の情報をエンコードする：

• ブロックのバージョン ブロックのバージョン：ビットコインクライアントのバージョン
• 前のブロックのハッシュ： 現在のブロックの前のブロックのハッシュ
• coinbase トランザクション： ビットコインの報酬を発行する、ブロック内の最初のトランザクション。
• ブロックの高さ番号: ブロックが最初のブロックから数値的にどれだけ離れているか
• メルケルート： 256ビットの数値で、以前のすべてのブロックに関する情報が格納されています。
• タイムスタンプ： ブロックがオープンされた日時
• ビット単位のターゲット： ネットワーク・ターゲット
• nonce： ランダムに生成された32ビットの数字

キューに入れられた取引がブロックに入力され、ブロックが閉じられ、ブロックチェーンがハッシュを作成する。各ブロックは前のブロックの情報を含むため、ブロックチェーンは改ざんできない。ブロックはマイニングと呼ばれるプロセスによって検証され、オープンされる。

ビットコインのマイニング

マイニングは、トランザクションを検証し、ブロックチェーン上に新しいブロックを作成するプロセスです。マイニングは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuits）と呼ばれるマイニング専用に設計されたコンピュータやマシン上で動作するソフトウェアアプリケーションによって行われる。

マイニングプログラムとマシンの焦点はハッシュです。ブロックのハッシュと一致する数値を生成するために働きます。プログラムはランダムにハッシュを生成し、nonceを変数番号としてブロックハッシュとの一致を試みます。マイナーが1秒間に生成できるハッシュの数がハッシュレートである。

Difficulty

ネットワーク全体のマイニング・プログラムがハッシュを生成する。どちらが先にハッシュを解くかを採掘者が競い、解いた採掘者がビットコインの報酬を受け取り、新しいブロックが作成され、次の取引グループのためにプロセスが繰り返される。

ビットコインのプロトコルは、マイナーの数に応じてより長いゼロの文字列を必要とし、10分に1つの割合で新しいブロックをヒットするように難易度を調整する。難易度、つまりハッシュを検証するのにかかる平均試行回数は、ビットコインが導入されて以来増え続け、ハッシュを解く平均試行回数は数十兆回に達している。
このことからわかるように、暗号通貨が登場して以来、ビットコインの採掘は著しく難しくなっている。

マイニングは集中的に行われるため、大きくて高価なリグと、それを動かすための大量の電力が必要となる。また、競争も激しい。どのnonceが機能するかは分からないので、報酬を得るためには、できるだけ多くのマシンでハッシュを処理し、できるだけ早くnonceを使い切ることが目標となる。これが、マイニングファームやマイニングプールが作られた理由だ。

半減期

半減はビットコインのマイニングにおいて重要な概念です。当初、マイニングの報酬はハッシュを解くことで50BTCでした。約4年ごと、つまり21万ブロックごとに、報酬は半分に減らされます。2012年には25BTC、2016年には12.5BTC、2020年には6.25BTCに減額された。次の半減は2024年で、報酬は3.125に減り、次いで2028年頃に1.5625に減ると予想されている。

最後のビットコインが採掘されるのは2140年頃と予想されている。その時には2100万ビットコインすべてが採掘され、マイナーはネットワークを維持するための手数料だけに頼ることになる。

ビットコインの鍵と財布

ビットコイン初心者によくある質問は、”ビットコインを購入したが、どこにあるのか？”というものだ。これを理解する最も簡単な方法は、ビットコインのブロックチェーンをみんなの資金を保管するコミュニティバンクと考えることだ。銀行のモバイルアプリケーションのようなウォレットを使って残高を確認する。

現代人の多くがそうであるように、現金を使うことはあまりなく、当座預金口座のお金を物理的に見ることはない。その代わりに、セキュリティ番号付きのクレジットカードやデビットカードを使い、お金にアクセスして使用するためのツールとして機能する。ビットコインにアクセスするには、ウォレットとキーを使用する。

鍵(キー)

ビットコインの核心は、所有権が割り当てられたデータである。データの所有権は、デビットカードを使ってオンライン小売店に送金するのと同じように、取引が行われる際に移転される。ビットコインを送受信するには、モバイルアプリケーションであるウォレットを使用します。

ブロックチェーン上の取引によってビットコインが所有者に割り当てられると、その所有者は秘密鍵である番号を受け取ります。あなたのウォレットには公開鍵と呼ばれるアドレスがあり、誰かがあなたにビットコインを送るときに使われます。

公開鍵と秘密鍵は、資金にアクセスするためのユーザー名（公開鍵）とパスワード（秘密鍵）のようなものだと考えることができます。

財布（ウォレット）

ウォレットは、残高の確認やビットコインの送受信に使用するソフトウェアアプリケーションです。ウォレットはブロックチェーンネットワークとのインターフェースを持ち、あなたのビットコインを探します。ブロックチェーンは、ビットコインの一部が保存された台帳です。ビットコインはデータのインプットとアウトプットであるため、以前の取引で使用されたことがあるため、ブロックチェーン上に断片的に散らばっています。ウォレットアプリケーションはそれらをすべて見つけ、金額を合計し、表示します。

ウォレットには、カストディアルとノンカストディアルの2種類があります。カストディアルウォレットとは、取引所のような信頼できるエンティティがあなたの鍵を保管するものです。例えば、Coinbase の取引所アカウントにサインアップすると、カストディアンとしてキーを保管してもらうことができます。

非保管型ウォレットとは、携帯電話のウォレットアプリケーションなど、ユーザーが鍵の保護に責任を持つウォレットである。インターネットに接続されたアプリケーションに鍵を保管することは、ホット・ストレージと呼ばれる。ホット・ストレージは、ハッカーや泥棒に最もよく悪用される脆弱性です。

登録された暗号通貨取引所のような、信頼できるウォレットプロバイダーを常に使用する必要があります。レビューを読んだり、ウォレットを調べたりして、信頼できるものを選ぶようにしましょう。
この問題を解決するために、暗号通貨コミュニティはあなたの鍵をオフラインで保管する方法を開発しました。最も一般的なのは、ホットストレージ、コールドストレージ、ディープコールドストレージです。ホット・ストレージとは、鍵を保管し、インターネットにアクティブに接続しているウォレットのことで、最も脆弱な方法である。ホット・ウォレットの例としては、モバイル・デバイス上のウォレット・アプリケーションが挙げられる。

コールド・ストレージは、インターネットに接続されていない方法である。リムーバブルUSBドライブや、鍵が書かれた紙（これをペーパーウォレットと呼ぶ）がこれにあたる。ディープ・コールド・ストレージとは、机の引き出しからUSBドライブを取り出して差し込むだけでなく、鍵にアクセスするための追加手順が必要な、どこかで保護されているコールド・ストレージ方式を指す。例えば、個人用の金庫や保管庫など、鍵を取り出すのに余計な手間がかかるものである。

ビットコイントランザクション

ビットコインのトランザクションは、ビットコインを送ったり受け取ったりするときに発生する。コインを送信するには、ウォレットアプリケーションに受信者のアドレスを入力し、秘密鍵を入力し、取引手数料に同意します。そして、”送信 “に対応するいずれかのボタンを押します。トランザクションはmempoolと呼ばれるマイニングキューで待機するため、受信者はトランザクションがマイニングネットワークによって検証されるのを待つ必要があります。

mempoolは、検証待ちのトランザクションが移動する場所である。ネットワークは平均して約10分ごとにトランザクションのブロックを確認するが、新しく作成されたトランザクションがすべて新しいブロックに入るわけではない。ブロックは一定量の情報しか保持できず、各取引にはマイニング手数料がかかるからだ。

取引が処理されるには最低取引手数料の基準を満たす必要があり、手数料の高い取引が最初に処理される。手数料高騰の問題を耳にすることがあるのはこのためだ。ビットコインは非常に人気があるため、トランザクションの需要が高まり、マイナーに高い手数料を請求できる（または請求する必要がある）。

取引手数料は、人々がネットワークノードやマイナーになるインセンティブを生み出すために設定された。ビットコインの採掘には費用もかかるため、手数料は使用する機器や電力のコストを相殺するのに役立つ。

手数料が満たされると、取引はブロックに転送され、そこで処理される。その後、ブロック内の取引情報がマイナーによって検証され、ブロックが閉じられ、すべての受信者がビットコインを受け取ります。両方のウォレットに適切な残高が表示され、次の取引が処理されます。

ビットコインのセキュリティ

ビットコインのブロックチェーンとネットワークを構成する多くの部分がありますが、この新しい通貨技術を使用するためにすべてを理解する必要はありません。必要なのは、ビットコインの鍵を送受信し、保管するためにウォレットを使用することだけである。

保管型ウォレットもハッキングされる可能性があるが、このサービスを提供する多くの企業は、ハッカーが保管システムに侵入する可能性を減らす対策を講じている。その多くは、企業が重要なデータを長期間保存するために使用する、企業レベルのコールドストレージ技術を利用している。

ビットコインが暗号化されたデータの所有権と金銭を交換するものであるため、多くの人がビットコインのセキュリティレベルを懸念している。しかし、ビットコインのブロックチェーンがハッキングされたことがないのは、コミュニティのコンセンサスメカニズムが使われているからである。

ウォレットは弱点であるため、ビットコインに関与しようとしている場合は、コールドストレージの方法を利用し、ホットウォレットからキーを保つ方法を理解することが不可欠である。

ビットコインでお金を稼ぐには？

ビットコインはお金を稼ぐために設計されたのではなく、誰もがアクセスできる支払い方法として設計された。しかし、投資として利用する人もいます。これは非常にリスクが高いので、専門のファイナンシャル・アドバイザーに自分の財務状況について相談した後にのみ行うべきである。

ビットコインは現金に換金できますか？

ビットコインを現金に換えるには、いくつかの取引所を利用します。ビットコインキオスクと呼ばれるATMでは、ビットコインと引き換えに現金を引き出すことができます。

ビットコインは投資する価値がありますか？

ビットコインの価格は非常に変動しやすいため、上昇と下落を頻繁に繰り返し、時にはドル単位で大きく変動することもあります。ビットコインに投資して大きなリターンを得ることもできますが、すぐに大きなお金を失うこともあります。ビットコインに投資する前に、あなたの財務状況について専門の投資または財務アドバイザーに相談するのが最善です。

結論

ビットコインは、不換紙幣または物理的通貨の代わりに仮想通貨を使用する支払いです。ブロックチェーンを使用して、従来の取引を促進し規制する中央集権的な第三者の手の届かないところで取引情報を保護します。