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ビットコインのブロックチェーンの技術的な説明 まとめ

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ビットコイン最大のイノベーションと言われるブロックチェーン。
技術的にさくっと理解するため説明と、詳細リンクのまとめ

Bitcoin系プロトコルに利用されるブロックチェーンの技術的な説明とまとめ

ビットコインのブロックチェーンの説明です。Ethereum等のブロックチェーンは、別物です。
現在、書き途中。徐々に追加します。特に技術仕様。

今までの何が問題だったか?

P2P上でお金を扱うには…

  1. 多重支払い
  2. 改ざん

2つの問題の具体的な説明

現実のコインは使うと、自分のところからはなくなるが

  • 問題1. 電子的なコインは、使ってもなくならない。複製可能だった
  • 問題2. データの改ざんが容易に可能だった

二重支払いの例

AさんがBさんに1コインを送った場合

  • 問題1
  • だけど1コインのデータは、Aさんの元にまだある
  • さらに、同じコインをBさんに送ったすぐ後、Cさんに送った(同時に同じデータが存在する)
  • 問題2
  • 取引データや取引履歴を改ざんして不正をする

ネットやP2P上で、上記の問題を解決する方法が、中本哲史氏の論文に書かれた内容、Bitcoinとブロックチェーンである。

2つの問題の解決方法

  1. ブロックチェーン (Blockchain)
  2. プルーフ・オブ・ワーク (Proof of Work, POW)

解決方法の説明

  1. 公的な取引記録をP2P上に保存し、検証することで多重使用を防ぐ
  2. 善意の大勢の仕事によって、正しい記録を決めることで改ざんを防ぐ

1. ブロックチェーンとは?

ブロックチェーン

  • わかりやすい説明では、ビットコインの取引帳簿と言われる
  • ブロックを鎖のようにつなぎあわせたもの
  • ブロックには、トランザクションが入っている
  • 改ざんしにくくするため、次のブロックに自分のブロックのハッシュ値を入れている
  • 一つのブロックを改ざんすると、次のブロック内のハッシュ値も変わり、それに続く全てのハッシュ値が変わる。
  • P2Pでは、同時にデータが更新されたりするため、一つのブロックから、いくつかのブロックに枝分かれ(フォーク)する可能性があるが、一番長い枝を正しい枝とする

ブロックとは

ブロックの中味

  • トランザクションのID
  • 送信元アドレス
  • 送信先アドレス
  • 送信先の公開鍵
  • 送信元の電子署名
  • 送信する量(10BTCなど)
  • 一定時間に発生したトランザクションをまとめて入っている
  • 一つ前のブロックのハッシュ値

一つ前のブロックのハッシュ値を入れることで、改ざんしづらくしている
ブロックを鎖のようにつないでいるので、ブロックチェーンと言われる

一つ前のトランザクションの公開鍵で、電子署名を検証する

  • ブロックを繋げるためには、取引履歴が正しいことを検証
  • Proof of Workをする必要がある (いわゆる採掘)
  • Bitcoinでは、現在10分に一回計算が成功するようにしてある

  • 改ざんするには、改ざんしたブロックを含むそのブロックの以降のブロックチェーンより長くする必要がある

  • 他の採掘している人々より、大きな計算能力(採掘能力)を持たないと、改ざんできない
  • 逆に言うと、51%以上なら攻撃できる(通称 51%攻撃)

電子署名

念のために電子署名を理解するためのリンク

トランザクション(tx)とは

  • 取引内容: 誰が誰にいくつのコインを送ったか?のデータ

2. Proof of Work

  • 「仕事をしたことの証明」のような意味
  • 証明するための手段としてなにかしらの仕事を使うことを言う

  • PoWには、パズルを解かせるなどがあるが、Bitcoinでは、ハッシュ値を解かせることをする(採掘)

  • 解けたノードが次のブロックを追加でき、報酬を貰える(採掘したビットコイン)

参考ページまとめ

中本哲史の論文(日本語版)

大元になった中本哲史氏の論文: 9ページ程のPDFです。
技術的なことは詳しいです。
www.bitcoin.co.jp/docs/SatoshiWhitepaper.pdf

「ブロックチェーン」と「プルーフ・オブ・ワーク」

かなり詳しく、わかりやすく紹介した記事です。
「ブロックチェーン」と「プルーフ・オブ・ワーク」――きわめて斬新なビットコインの中核技術|通貨革命か、それとも虚構か?

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Bitcoin: 入門編

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検索用語

Bitcoin, ビットコイン, protocol, プロトコル, ブロックチェーン, ブロックチェイン, blockchain

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