ビットコインの仕組みを世界一わかりやすく図で解説。基礎知識を身に付け自信をもって口座を開こう

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この記事の目標

最近話題になっているビットコイン。IT業界で働いている人、株投資をしてきた人、だけでなく、ごくごく一般の人も興味が出始めてきたのではないでしょうか。少しずつ仮想通貨に関するニュースや記事に目を通すようになり「自分も少し買ってみようかな…」という人もちらほら。

とはいえ「記事に出てくる単語の意味が分からない…このニュースでビットコインの価格があがったらしいけど、何故あがるのかの理屈は説明できない…あれ?もしかして、自分は今、雰囲気で取引しようとしている?」という人向けの記事です。

仕組みもわからずに買うなんて、内装や立地を見ないでマンションを買うような行為と一緒です。

逆に仕組みを理解しておけば、新しいニュースが出た際に「この先は、こうなるに違いない」とビットコインの売買を自分の考えで判断できるようになります。少なくとも、無数にある「今は買うべき、今は売るべき」という記事の質を見極めての取捨選択が可能になりますね。

この記事を理解すれば「とりあえず、雰囲気買いの域は脱出。取引所の口座は今すぐに開いてもいいレベル。」まで持っていけるように設定しましたので、多少長くなりますがお付き合いください。

 

この記事はビットコインの仕組みをほとんど知らない人向けに書いているため技術に詳しい人から見ると怪しい部分もあると思いますが「革新的な技術を、なるべく難しい用語を使わないで多くの人に理解して欲しい」という気持ちから書いています。ご了承ください。

銀行とは真逆?非中央集権制がわかる

よく言われるのが、ビットコインの仕組みは革命だということ。具体的には何が凄いのでしょうか。中央集権制という言葉がキーワードとなってきます。

私たちが日常生活で、無意識的に利用している銀行の送金システム。通販サイトや家賃の振り込み、公共料金の支払いなどで使っていますよね。その時のお金の流れを整理してみましょう。

銀行が中央で存在感を示しているのが理解できますか。

例えばAさんからCさんに送金をする場合、Aから銀行に送金分と手数料を振り込みます。すると、銀行がAさんに代わりにCさんに送金してくれるわけです。Aさんから直接Cさんに送金しているわけではなく、銀行が仲介役となっているんですね。

銀行を介さずに送金する方法は、直接渡す以外ありませんでした。(郵便局から封筒に入れて送ってもいいですが、これも手数料が発生しますね)

銀行は事業としてやっているので、手間賃として手数料が発生します。実際、10万円の送金なら400円くらいはかかりますよね。

また、今までの取引データや、口座の残高データが吹っ飛んだら控えめに言ってヤバイです。それだけでなく、もし銀行が倒産した場合、預金は1000万円までしか保証されません。つまり、1500万円の預金がある場合、1000万円しか返ってくる保証はないのです。

「銀行が倒産なんてないない」と思われるかもしれませんが、つい最近ではドイツ銀行がヤバいんじゃないかという噂から、もしかしたらリーマンショック以上が再来するのでは?という時期もありました。また、国が財政破たんするような状況になった場合、法貨はほぼ無価値になります。ビットコインは仕組みとしては「1国に依存しない通貨」であるので、例え日本が財政破綻したとしても価値が0になることはないと考えられます。国や銀行に縛られない通貨という表現がわかりやすいでしょうか。

では、ビットコインを送金する場合の流れを図で表してみます。

この非中央集権の仕組みは「P2P」と呼ばれます。

中央に大きな権力を持つ組織がないのがわかりますか?P2Pでは、参加者が蜘蛛の巣のように繋がっていますね。例えばAさんからCさんに送金する際には直接送れるのです。

ただ、銀行と違い責任者がいないですね。中央集権制の場合、トラブルがあった場合は「しっかり送金できていないぞ」と銀行に文句を言うことが出来ました。ではどうするか。

P2Pでは、複数のP2P参加者が取引データを管理するのです。銀行の場合と比較して、取引データを管理するコストが抑えられるので安い手数料(もしくは0、これに関しては後述します)で済みます。また、複数いる参加者は全員今までの取引データを自分のパソコンに保存しています。誰かのパソコンが壊れても、世界中の誰か1人がインターネットに繋がっている以上、データはこの世界から無くなりません。

この2つの図は既存の仕組みと、それをぶち壊そうとするレジスタンスみたいに感じる人もいるかもしれません。

しかし、銀行系のベンチャーキャピタル(=まだひよっこの企業に投資し、成長してから利益を回収する投資会社)が、仮想通貨の取引所を運営する企業に投資してあげている背景を考えると、ぶっちゃけライバルとは考えていないのかもしれないです。

ここではP2Pの良い点を重視して紹介しましたが、中央集権制の方が柔軟に仕様を変更できるというメリットもあります。権力が1人に集まっている方が、仕組みを変えるときは楽です。どっちが確実に優れているとかはありません。手数料やデータの保持性はP2Pに分配があると思いますが、個人的には、仕組みとして共存していくと思います。ちなみに、SkypeもP2Pの仕組みを利用していたりするんですよ。

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ブロックチェーンが超大雑把にわかる

ビットコインと同じくらい有名な単語がブロックチェーン。なんか、カッコイイ響きですよね。

ここでは物凄くふわりとしたイメージを図で感じてもらいたいと思います。

図で説明しつくしたので、言うことはない。

では、銀行の取引データはどのように管理されているのか見てみましょう。

先程のブロックチェーン技術は個々の取引データブロックが密接に関わりあっている(とはどういうメリットに繋がるのかは後述)一方、銀行の仕組みでは取引データ同士では結びつきがないのがわかるでしょうか。今は、なんとなく雰囲気で違いを感じてもらえれば十分です。後で詳しく説明していきます。

公開鍵と秘密鍵の仕組みで安全性がわかる

少し話題を変えて、公開鍵と秘密鍵の話をしましょう。少し難しい話になりますが、Webサイトや電子メールでも利用されている、今では一般的に使われている技術ですので、知っておいて損はないかと。

公開鍵と秘密鍵はセットになっています。

例えば、公開鍵Aと秘密鍵A’のように。

公開鍵とは、全世界にオープンに知らされている鍵のこと。つまり、Aさん自身が「これ、僕の公開鍵Aだから、全世界の皆に教えておくよ」というイメージ。一方、それに呼応する秘密鍵A’は「いや、これはマジで僕だけの秘密」という風に、世界中でAさんただ一人しか知らない幻の鍵なのです。

データを公開鍵で暗号化したときに、どの鍵なら開くのかを整理すると、

データを公開鍵Aで暗号化→秘密鍵A’で解読可能

データを公開鍵Aで暗号化→公開鍵Aで解読不可 ←ここがポイント

公開鍵で暗号化したら、それに呼応する秘密鍵じゃないと開かないということ。

面白い仕組みですよね。数学の理論が用いられています。たぶん「?」の人が大多数いると思うので簡単に例えると、家の鍵を閉めたら、開ける時には「開けるため専用の鍵」じゃないと開かないということ。

この仕組みを公開鍵暗号方式と呼びます。相手に読まれたくないときに文章を暗号化する手段として活躍したりします。

 

 

 

が、ブロックチェーンには、これを更に応用した「電子署名」という技術が使われています。

秘密鍵A’で暗号化したものは、公開鍵Aでしか開かない」ことを利用します。さっきよりも難解かもしれませんが図で示すので頑張ってついてきてください。

先程の図と似ていますが、Aさんが自分の秘密鍵で暗号化しているところに注意です。

「AからBに1BTCを送金します」というデータを、Aさんは自分の秘密鍵で暗号化します。Bさんは当然、Aさんの公開鍵を知っているので、それで暗号化されたデータを解読しようとします。

  1. Aさんの公開鍵でしっかり開いた場合
  2. 悪者が改ざんを仕掛けてきた場合

2つのパターンについて図で説明します。

図で説明しますとか言っておきながら、ほぼ文字。

Aさんの公開鍵でしっかりと開いたということは、唯一対応するAさんの秘密鍵で閉められたということはわかりますよね。そして、Aさんの秘密鍵を知っているのは世界でただ一人Aさんしかいません。電子署名によって「これはAさんから送られてきた」と証明できるわけですね。

では次は、悪者が改ざんを仕掛けてきた場合について考えていきます。

AさんからBさんに「1BTC送るよ」という文章が「湿気た柿ピー送るよ」という文章に改ざんされた場合、非常に困りますよね。冗談はさておき、もし1BTCが100BTCに改ざんされたら非常に混乱が起こってしまいます。「ビットコインは改ざん出来る」という不信感から利用者が減る可能性だってあります。しかし、この改ざんも自動的に防ぐシステムが電子署名なのです。

書き換えようとして公開鍵で中身を開けることは出来ます。が、中身を書き換えて再度ばれないようにそっと暗号化しようと思っても、Aの秘密鍵を知らないので再度暗号化が出来ない。暗号化して届けられるのが前提のビットコインのP2Pにおいて、暗号化されていない取引データが流れてきたら超目立ちますね。

というわけで、改ざんが出来ないような構造になっていることがおわかりいただけたでしょうか。

先ほど紹介した公開鍵暗号は「他人に盗み見されないこと」が目的でしたが、ここで説明している電子署名の目的は、本人が送ったことを証明するとともに改ざんされていないか確認することです。

公開鍵と秘密鍵を使えば「盗み見されない」「本人が送ったことを証明」「改ざん防止」3つも可能になるということです。凄いね。

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発掘とは?マイニングの仕組みがわかる

発掘する、マイニングする、という言葉を聞いたことありますか。これ、本当に鉱山を掘ったり、ネット上に隠れているビットコインを探し当てるゲームという意味では決してないですよ。

マイニングとは「取引データをブロックチェーンに付け加える権限を得るために、問題を解きまくる作業」のことです。

たぶん意味わかんないと思います。残業する権利を得るために残業しまくるくらい意味わかんないと思います。なぜ彼らは、わざわざ書き込む権利が欲しいのか。簡単に言うと、書き込みのお手伝いをするとビットコインで報酬が貰えるからです。この件は次の項目で話すとして、とにかくマイナーの動機がわかったところでマイニングの仕組みを簡単に説明します。

まず問題が提示されます。その数にどんなキーワード(このキーワードをNonce、ナンス、ノンスと呼びます)を加えたら正解が出るか、当ててください。という内容。正解の条件はその時によりますが、基本的には0がN個続く英数字になっています。ちなみに、このNの数は頻繁に調整しています。

これはパソコンの頭が良かったらすぐ解けるような問題、ではなく、基本的には数の暴力のみによって解決されます。4桁の暗証番号を忘れてしまったとき、0000から試していくあれと一緒のイメージです。これをPOW(Proof Of Work)といいます。

誰かがいち早くNonceを見つけ出したとします。すると他のマイナーも確認作業に移ります。4桁の暗証番号と一緒で「4567が正解だ」とわかってしまえば4567を打ち込むだけで確認作業が出来るので、Nonceを数の暴力で探し出した時と比較すると一瞬で完了します。

そこで全マイナーのパソコン能力の51%以上の人が「このNonceは正しい」と判定すれば、書き込みの権限が与えられ、書き込んだお礼として、マイニングの報酬と、そのブロックで利用された送金手数料が手に入ります。

51%というのは「過半数以上が正しいって言ってるんだから正しいんだろ」という前提で決められたものです。理論上は改ざん可能ということになりますが、全世界のマイナーの51%のパソコン能力を保有する状況は現実的ではありません。改ざんといっても「自分に100BTC」のような超都合のいい改ざんは出来ない上、自分もたくさん保有するビットコインの信頼喪失に繋がるので、例え51%も持つ人がいても、普通にマイニングしていた方が儲かり合理的です。改ざんする動機がないということですね。

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マイナーは儲かるのか

きっと「ひょっとして、ビットコインに投資するよりマイニングしていた方が良いんじゃないか?」と企み始めている読者が半数くらいいると思いますが、まず儲かりません

Nonceを4桁の暗証番号で例えたので実感が沸かないかもしれませんが、最近では物凄いマイニング専用マシーンを、電気代が安い国で、工場のように事業化しているので、とても一般人には敵いません。電気代という資源の無駄遣いがビットコインへの批判に繋がっているくらいです。このシステムを維持するのを考えたらコスパが良い、と反論をする人もいるらしいですが、そこらへんは首を突っ込むのやめておきます。

マイニング施設の様子。騒音がヤバいですね。最後まで観ると面白い意見も聞けるかもしれませんよ。

承認まで10分かかる裏側がわかる

承認まで10分かかるとどこかで聞いたことがあるかもしれません。クレジットと比較すると遅くね?といわれそうですが、これには先程述べた、マイニングの仕組みが背景にあります。

先程ちらっと「正解に必要な、頭からの0の数を増やしたり減らしたりして難易度を調整している」といいました。ビットコインが誕生したのは2013年ですが、4年もたつと当然コンピューターの性能もあがってきます。マイナーが増えると、それだけコンピューター能力の総量も増えます。そのため、0の数を増やすことでインフレを起こさないようにしているのです。

ビットコインは問題の難易度を平均10分で解けるように調整をしています。ではなぜ10分という時間に設定したのか。1分の方がすぐに決済認証出来て便利なのではないか。

 

小学校3年生の算数の時間をたとえに挙げてみましょう。

先生が「1+1はなんですか?わかった人は手を挙げて」と聞くと元気な挙手が30人一斉に。しかし、先生は誰が一番早く手を挙げたか判断することが出来ません。でも、ちょっと前に「書き込む権限は1人だけ」という説明をしましよね。なので、先生は誰か1人にしか答えを言う権限を出せません、ああ困った。

今度は「百ます計算を10枚解き終わった人は手を挙げて」と厳しい課題を出したとします。確かに同時に手が挙がることはまずないでしょう。が、先生はマジ暇です。採点が出来ないのでペン回ししかすることがありません。

 

逆にわかりづらかったかもしれませんが、大体こういう意味合いです。承認時間が短すぎると同時に正解者が出てしまい、ブロックチェーンが2つに分裂してしまうことがあります。同時にブロックチェーンを付け加える人が2人存在してしまうからですね。これに対しては、しばらく様子を見て、ブロックチェーンが長く続いた方を正しいとすることで対応しています。ですので、厳密に言うと承認は10分ではなくもう少し長くかかるのですが。

承認時間が長すぎると確かにこの分岐は起こりにくいものの、利用者が使いづらいんですよね。

まあ、ちょうどいい時間が10分やろ」となったわけです。

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銀行との送金手数料を比較

10万円を送金する場合を大雑把に計算すると

  • 銀行国内送金手数料…他行宛てだと432円
  • 銀行国際送金手数料…約5000円(円から相手の国の通貨に変換して届ける場合)
  • ビットコイン国内送金手数料…取引所への手数料0.0005BTC(1BTC=50万円のレートを仮定すると約250円)+自分で金額を指定できる追加手数料
  • ビットコイン国外送金手数料…国内の場合と同様

となります。

銀行から国内の他行に送金する場合は、家賃の振り込みなどで皆さんも馴染みがあるかもしれませんね。一方、国際送金はしたことない人の方が多いかもしれませんが、そもそも手数料の仕組みが複雑すぎるので、実際にいくらかかるのかが一目ではわからないデメリットもあります。また、送金に1週間以上かかることが一般的です。

ビットコインの場合は、国が介在していないため国内国外送金手数料は変わりません。ビットコインを扱おうと思うと通常、取引所を開設することになるのですが、取引所への手数料0.0005BTCが発生します。

それは納得出来るとして、自分で金額を指定できる追加手数料が気になっているはずです。

実はこの手数料、マイニングの仕組みの項目で説明した「マイナーの報酬」の一部に割り当てられるのです。ですので、マイナーとしては手数料を多く払ってくれる人の取引データを優先的に書き込みます。手数料を多く払った方が承認が早くなるということ。

とはいえ、送金手数料を0に設定した人がいつまでたっても承認されない問題はないのか。そこで「ある程度承認待ちが続いた人は強制的に載せてあげる」ルールがあります。たとえマイナーへの報酬手数料を0に設定していても、時間はかかるが承認はされるから安心ということなのです。

改ざんは出来ない構造?

この記事の初めにブロックチェーンの大雑把なイメージを掴んでもらいました。もう一度図を載せておきますね。それと同様に、マイニングの手順についても、もう一度復習してください。

 

 

ここでは更に詳しく、何故ブロックチェーンが凄いと言われているのか説明したいと思います。

Nonceというキーワードには見覚えがありますね?これは、ブロックチェーンの図とマイニングの仕組みを合体させたような図です。

誰かがあるブロックを改ざんしようとしたとします。すると、正解Bが変化します。再度、違うNonceで問題を解き直すからですね。そして、ブロックで出た正解は次のブロックの問題として利用されます。つまり、次のブロックの問題Bも変化するので、当然正解Cも計算し直さなくてはなりません。その作業を現在のブロックまで物凄い速さで変えていかないと、辻褄が合わなくなってしまいます。

しかも、例えそれが可能なほど高性能なビットコイン採掘専用工場を持っている人だとしても、わざわざ改ざんを起こしてビットコインの信頼性を落とす意味がありません。

ビットコインの思想として「そもそも不正をする意味がない」仕組み作りがなされているのです。

ちなみに、最近では銀行にもセキュリティ強化のためにブロックチェーン技術を取り入れようという流れが来ています。

ビットコインが使える店舗が増加する理由がわかる

ビットコインは仮想通貨と呼ばれていますが、現状は投資目的で保有する人が圧倒的多数となっています。

「通貨なのに通貨として利用されていない」これは矛盾に聞こえるかもしれません。

その原因として挙げられるのが、使える店舗数が少ないこと。皆さんは街中で「クレジットカード使えます」と張り紙を出しているお店を見たことがあるかもしれませんが、「ビットコイン使えます」なお店は滅多に見たことがないはず。

とはいえ、最近ではビックカメラやメガネスーパーがビットコインで決済ができるシステムを導入しました。そして、今後もこの流れが続くと個人的には予想をしています。その根拠として、店に優しい決済システムの仕組みになっているからです。

つまり、クレジットよりビットコインの方が加盟店手数料が割安であるという背景があるのです。

加盟店手数料とは「お客さんが決済をした際に、決済システム利用代として売り上げの一部を支払う」ことを意味します。例えば、あなたがクレジットカードで10000円のバッグを購入した際には、お店は約300円をクレジットカード会社に支払っているのです。

クレジットカード会社への加盟店手数料は店によって違いますが、おおよそ3%の加盟店手数料。それに対してビットコインは1%程度と、お店に優しいシステムとなっています。ですのでお店側としては、クレジットカードよりもビットコイン払いが増えてくれれば利益があがる構造となっています。

現状としては、ビットコインに詳しい経営者でないと導入を見送りますし、そもそもビットコイン決済システムの存在を知らない経営者が大多数です。ビットコインに関するリテラシーの普及、ビットコイン決済システムの浸透が進めば、自然と導入を考えるお店が増えてくるのではないでしょうか。

ちなみにビットコインを決済手段として採用するメリットはクレカとほぼ同じですので、理解していない人は今すぐにでもクレジットカードの仕組みの記事を読んで欲しいです。

大学生、就活生、新社会人向け。クレカ業界の仕組みと基礎知識

2017.08.21

簡単に説明すると、決済システムを導入することで

  • 購買単価が上がる
  • 販売機会を逃さない
  • レジの混雑緩和

などのメリットが得られます。

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メリットとデメリットがわかる

ここで今まで説明した情報を整理したいと思います。

ビットコインのメリットや長所としては、

  1. 国や銀行に依存しない通貨である
  2. 送金手数料が比較的安く、送金自体も早い
  3. 無数の人が今までの取引データを保有しているので、急に消滅し混乱することがない
  4. 銀行もセキュリティ対策として取り入れようとしているブロックチェーン技術が使われている
  5. 電子署名による本人の照明や改ざん防止の仕組み
  6. そもそも悪事をする意味がない仕組みになっている
  7. 使える店舗が次第に増えてくると予想される

逆にデメリット、リスク、短所としては、

  1. 国がビットコインの台頭についてこれていない=税制が追い付いていない
  2. ビットコインの価格変動が大きいので、通貨として使い辛い
  3. 銀行に預ける場合とは違い、基本的に管理が自己責任

などが考えられます。とはいえ、1と2のデメリットは時間が解決してくれるでしょう。

国も税収に関しては慎重に進めないといけないので多少時間はかかりますが、国税局の手間を考えるとわかりやすい表記で示してくれるはず。

価格変動の大きさをボラティリティと呼び「ビットコインはボラが大きい」なんて言ったりします。現状としては適正価格を探っている状態ですので、中国の取引所が閉鎖された、今出ている問題を解決する処置が取られた、といったイベント1つで大きく上がったり下がったり。これも多くの人が利用することで、レート変動が起こりにくい理想的な通貨として成長していくでしょう。

取引所がわかる

日本ではbitFlyer、coincheck、Zaifという3つの取引所が有名です。

個人的には、人生で初めての開設にはbtiFlyerをおすすめします。

その根拠として、一番安全性が高いと考えられるから。

bitFlyerに資金注入している株主は、メガバンク系列、証券会社系列、保険会社のベンチャーキャピタルやリクルートなど、控えめに見ても日本に大きな影響を与える超大手の企業が連なっていることから、bitFlyerに対する期待が見て取れるでしょう。

また、ビットコイン紛失のリスクに備えて大手損保会社と契約を結んでいるので、昔話題になったマウントゴックス社のような大きな問題を最大限避ける仕組み作りに余念がないです。実際、セキュリティ対策がしっかりしているのか、今まで大きな問題を聞いたことがありません。

最近ではCMを流していたり、世間にも露出する機会が増えている取引所でもありますね。

また、最大手だけあって非常に使いやすいです。アルトコイン(ビットコインと似たような別のコイン。それぞれ少しずつ特徴が違ったりする)の扱いは、イーサ、イーサ クラシック、ライトコイン、ビットコインCashのみとなっており、coincheck、Zaifといった取引所と比較すると扱っている種類は少ないですが、仮想通貨の初心者にとっては、正直このバリエーションで十分です。多すぎても逆に悩みますしね。

 

取引所や仮想通貨の使い方に慣れてきたら、別の取引所も開設する」というスタンスでオッケー。

ちなみに、開設申し込みをしてから実際に取引が出来るまで2、3日かかるため(住民票に記載の住所で葉書を受け取らないといけない)、熱が冷めない今のうちに申請だけしておくことをおすすめします。開設するだけならお金は要らないですしね。

bitFlyer ビットコインを始めるなら安心・安全な取引所で

↑ここから開設が出来ます。

ビットコインの仕組みを理解することで、少しでも自信をもって仮想通貨に参入する手助けになれば幸いです。この長文を読み切ったあなたなら、だいじょうぶ。

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ABOUTこの記事をかいた人

東京で一人暮らしをする早稲田大学5年生。来年からSE。 弾き語りを7年間続けている音楽経験、一人暮らしで得たライフハック、株やお金に関する話をします。特に就活に関しては聞きたいことあったら記事にしますので、twitterページから連絡を頂けると助かります。