ビットコイン(bitcoin)は、インターネット上で通貨が発行され、取引が行われる「仮想通貨」のことです。
ネットワーク上のみに存在する、取引のデータのことで実体を持たないので「仮想通貨」や「暗号通貨」と呼ばれています。

2009年に「Satoshi Nakamoto(サトシ・ナカモト)」と名乗る開発者の論文をもとに誕生しました。

サトシ・ナカモトが投稿した論文はインターネット上に投稿されています。

Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System

ビットコインは電子マネーと同様のシステムと認識されるケースもありますが、全く別のしくみと性質の金融システムです。

ビットコインや仮想通貨のしくみや特徴を紹介していきます。

ビットコインには管理者や中央機関が存在しない

ビットコインの最大の特徴は、発行を管理している政府や銀行などの中央管理者が存在しないということです。例えば日本の円は日本銀行によって発行・管理されていますが、ビットコインには日本銀行にあたる機関が存在しません。

ビットコインは、中央管理を行わない代わりのしくみとして、コンピューターのネットワークを利用して通貨を管理するシステムになっています。

中央管理者がいない、分散型システムであることが、ビットコインの大きな特徴です。

ビットコインの取引や、新しい通貨の発行などの情報は、すべてがコンピューターネットワーク上の複数のコンピューターにデータを分散して記録されます。

このしくみを「ブロックチェーン」といいます。ブロックチェーンは、インターネットを通じて複数のコンピューターが同じデータを共有して、お互いのデータが正しいかどうかを相互に監視し合うしくみになっていて、万が一どこかのコンピュータでデータの改ざんが行われたとしても、改ざんが露呈するしくみになっています。

このブロックチェーンのおかげで、中央に巨大な管理システムを置かなくてもビットコインの取引を正確に管理できる事が可能になりました。

ブロックチェーンのしくみ

ブロックチェーンは、まとめられたデータをひとつのブロックとして記憶し、新しい取引があると新しいブロックが生成され、以前のブロックの後ろに結合されます。ブロックが鎖のように繋がって行くのでブロックチェーンと呼ばれています。

ブロックは約10分という一定時間が過ぎると新しいブロックが生成されて、前のブロックに繋がり、また新しい記録して繋げる、という作業を繰り返します。

新しいブロックには、直前までのブロックのデータが暗号化されて含まれています。つまり、最新のブロックには、新しく生成されてから今までの取引が、すべて記録されているということです。

ハッキングによって特定のブロックの内容が改ざんされると、それ以降のブロックの過去のデータが書き換えられ、実際のデータと異なることになり、不正がバレるしくみです

ブロックチェーンは改ざんされて分岐した場合も想定されていて、どんなケースでも一番長いブロックチェーンが正しいという基本原則があります。ブロックの内容を改ざんするには、それ以降のすべてのブロックを新しく作らなければいけません。現在、生成されつつあるブロックも全て改ざんしなければならないので、事実上は不可能というしくみです。

ブロックチェーンを支えるP2Pネットワーク

P2Pネットワークは「Peer to Peer ネットワーク」の略称で、ネットワークに参加している個人間を直接つなげた技術のことです。ネットワークの参加者それぞれが共有されているデータを保有しています。
数年前に流行ったWinny(ウィニー)などのファイル共有サービスなどにも利用されています。

例えば、1冊1万ページという大きな辞典があったとします。
1人で1万ページを管理するのではなく、10人でページを分割してすることで、1人1000ページの管理で済むことになります。その1000ページは暗号化されているので、全てのページを正常に揃えないと辞典が読めないしくみです。

仮に、管理するデータが破損したり紛失したりした場合でも、複数の参加者が同じデータを管理しているので、ネットワークは正常に機能します。これが、中央で管理している場合、中央のサーバーが破損すると、何もできなくなってしまいます。

この中央集権型のネットワークがクライアント・サーバー型と呼ばれるシステムで、「データを一括管理するサーバー」と「アクセスするクライアント」が存在します。管理者とユーザーの関係です。

ブロックチェーンはP2Pネットワークを使用しているので、中央管理者が存在しなくてもビットコインのネットワークが正常に機能するのです。

P2Pネットワークの場合は、中央にサーバーを置く必要がありません。中央集権型では、サーバー本体や管理、メンテナンス費用、回線費用など、運用に莫大なコストがかかりました。
ハッキングによる犯罪を防犯するセキュリティーにも多額の資金が必要です。

ビットコインで使われるP2Pネットワークの場合は、ネットワークに参加している端末に接続するだけで、ネットワークを構築することができます。コストのかかるサーバーを置く必要がないので、管理費が必要ありません。なので、P2Pネットワークを使用することで、安価でも安全なシステムが構築できるのです。

カウンターパーティリスクの防止

先程、ビットコインは、P2Pネットワーク上で参加者が、データを分散して管理することで中央管理者の存在しないネットワークが構築できる事を説明しました。

ビットコインは、取引データをネットワーク上で分散して管理しています、仮に中央管理者が取引データを一括管理すしていた場合、管理者によるデータの改ざんや、情報漏洩のリスクがともないます。

このリスクをカウンターパーティ・リスクといい、取引相手が債務不履行に陥ったり、デフォルトを起こすことで取引が完結しないことを意味します。

つまり、中央管理者の存在しないネットワークを構築できたおかげで、ビットコインはカウンターパーティリスクがないのです。

マイニング(採掘)とは?

ビットコインの取引が発生すると、世界中に分散して保存されている台帳にその取引が記録されているかを確認する作業がお壊れます。まだ記録されていない場合は台帳に記録する作業が行われます。

この作業には膨大な計算量が必要となるので、ビットコインは、記録作業に有志のコンピューターリソースを借りています。
追記作業のために膨大な計算処理が行われますが、、その結果として追記処理を最も早く成功させたユーザーには、その見返りとして新たに発行されたビットコインが支払われます。この支払われるビットコインが、新規に発行されたビットコインです。

この新規発行にのシステムを「マイニング(採掘)」と呼ばれ、新しいビットコインを手にする唯一の方法です。採掘者を「マイナー」とよんでいます。

マイニングでビットコインを得るために、専用の建物や設備を用意して膨大な計算を行うマイナーがいるので、ビットコインの正常な運営や安全性が保たれていると言えます。

マイニングはユーザー同士の競争

マイニングは、ビットコインを新たに発行する行為で、マイニングをする人を「マイナー」という説明をしました。

ビットコインは、日々10分おきで新たに発行されていて、4年に一度に発行数が半分になる「半減期」という時期を経て、2140年に2100万BTCになって発行が終了することが決まっています。

2009年のビットコイン発行当初は、ビットコインの一回の新規発行量は50BTCでした。
2012年に1度目の半減期を迎え、報酬額が半分の25BTCになりました。2016年に2度目の半減期をむかえ報酬額が12.5BTCとなりました。次にビットコインの半減期が起こるのは、東京オリンピックが開催される2020年の予定です。

ビットコインはプルーフ・オブ・ワークというシステムによって、取引を承認・記録するための膨大な計算処理が行われて、その報酬にビットコインを得ることが出来ます。

報酬は、新しく発行されるコインと送金する際の手数料から構成されていて、高い手数料の送金ほど優先的にブロックチェーンに記録されます。なので、手数料を多く払った方が早くビットコインを送金できます。

「マイニング」の計算は早い者勝ちで、最も早く計算を説いて答えを出したマイナーがブロックチェーンに取引を記録して、報酬のビットコインを得ることができしくみになっています。その計算が終わった後は、他のマイナーが計算結果が正しいかどうかの検証をする作業を行います。

マイナーの51%以上が、その作業が正しいという結論になるとその取引は正式に承認されて、次の計算作業へと移ります。

51%攻撃とは

マイニングには、その取引が正当に行われているかどうかを監視する役割もあります。最も早く計算が終わったマイナーの計算が計算結果を確認して、51%が正しと確認されると承認されます。

万が一、ネットワーク内全ての中の51%以上の力を持ったマイナーがいた場合、不正を働くことができる可能性もあります。 これを「51%攻撃」といいます。

51%以上の割合を承認できる力があれば、ビットコインを勝手に送金したことにする嘘の記録を作ることができます。しかし、この嘘を行なった場合、ビットコインのしくみそのものが信用されなくなり価値が無くなる可能性があります。マイニングには莫大な費用をかけて行っているので、自分で信用や価値を無くすような行動をしても意味がありません。

現実的にはマイニングの競争が激化していて、50%以上の専有は不可能なほど規模が拡大しています。また、仮に51%攻撃できるほどのマシンパワーを持っていたとしても、普通にマイニングして報酬を貰った方が利益になるので、誰もやらないということです。