ブロックチェーンは、仮想通貨の根幹を支える技術として広く知られるようになりました。最近では仮想通貨の世界だけでなく、さまざまな分野での活用が始まっています。

しかしブロックチェーンの名前自体は知っていても、その仕組みや種類を詳しく説明できる方は少ないかもしれません。本記事では、ブロックチェーンの基本的な情報から使用するメリット、将来性、具体的に活用できる分野まで分かりやすく解説します。

ブロックチェーンとは？

ブロックチェーンとは、情報を記録・管理するためのデータベースの一種です。一般的には、「暗号技術によって取引の履歴を1本の鎖のようにつなげ、正確な取引履歴を維持していく技術」とされています。いくつかの取引の履歴（ブロック）を、時系列に沿って次から次へと鎖（チェーン）のようにつないで記録する構造から、ブロックチェーンと呼ばれます。

【1-1】ブロックチェーンの歴史と発展

ブロックチェーンは、2008年に「サトシ・ナカモト」と名乗る人物、またはグループにより発表された技術です。論文において、仮想通貨「ビットコイン」を支える技術として登場しました。この論文に興味を持った人たちが分担してコードを書いたことがブロックチェーンの起源とされています。

ブロックチェーンはその潜在能力により、すぐに仮想通貨以外の分野でも応用が検討されはじめました。現在では金融業界を超えて、サプライチェーンや医療、教育など、多岐にわたる分野で活用されています。

【1-2】ブロックチェーンの仕組み

ブロックチェーンはデータの改ざんが非常に難しいことが大きな特徴です。

ブロックチェーンでは、一定方向に続いていくブロックを「ハッシュ値」という文字列で連結しています。仮にあるデータを改ざんしようとすると、そのデータを含むブロック以降の全てのハッシュ値を書き換えなければなりません。これには膨大な計算量が求められるため、ブロックチェーンに書き込まれたデータを改ざんすることは現実的に不可能とされているのです。

また、ブロックチェーンは特定の管理者が台帳（データベース）を一元管理するのではなく、不特定多数の参加者が分散して管理し、全員で同一のデータを共有することもできます。この分散型台帳技術（DLT）があることも、データの改ざんを難しくしている大きな理由の一つです。

【1-3】ブロックチェーンとDLTの関係性

ブロックチェーンはDLTの一種です。

DLTは、その名の通り、データ（主に取引記録）をネットワーク参加者間で分散して管理する技術の総称です。この技術の核心は、中央集権的な管理者なしにデータの整合性を保つことにあります。DLTにはブロックチェーン以外にも異なるアーキテクチャが存在し、DAG（Directed Acyclic Graph）技術などが有名です。

主な種類

ブロックチェーンは大きく次の三つの種類に分けられます。

【2-1】パブリック型ブロックチェーン

不特定多数のユーザーによって管理されており、誰でも取引の閲覧・送信・マイニング(※)が可能なオープンなブロックチェーンです。ビットコインやイーサリアムなどの仮想通貨がこのタイプに該当します。メリットは高い透明性とセキュリティーですが、一方で処理速度が遅いことやスケーラビリティーに課題があります。

(※)仮想通貨の取引に必要な複雑な計算作業に協力し、報酬として仮想通貨を得ること

【2-2】プライベート型ブロックチェーン

個人や特定の組織が管理・運営するクローズドなブロックチェーンです。アクセス権を持つメンバーのみが参加できるため、セキュリティーやプライバシーのコントロールが容易であり、処理速度も高速です。しかしパブリック型ブロックチェーンほどの透明性はありません。企業内のデータ管理やサプライチェーンの最適化など、特定の業務プロセスに利用されます。

【2-3】コンソーシアム型ブロックチェーン

複数の組織が共同で管理するブロックチェーンです。プライベート型とパブリック型の中間に位置づけられるため、セキュリティーと効率性を両立させ、参加組織間での透明性も確保されます。例えば複数のステークホルダーが関与する銀行間取引や国際貿易などに活用されます。

使用上のメリット

ブロックチェーンにはさまざまなメリットがあります。ここでは代表的なものについて解説します。

【3-1】データが改ざんされにくい

ブロックチェーンの大きな特徴はハッシュ値や分散型のシステムにより、取引データを不正に改ざんすることが非常に難しい点です。また公開鍵暗号やデジタル署名といった技術により、通信の信頼性も高めています。そのため悪意のあるデータが紛れ込んだり、通信が盗聴されたりすることを防ぐことができ、高いセキュリティーを確保できます。

【3-2】運用管理コストが低い

特定の管理者がデータベースを一元管理する従来の中央集権型のシステムでは、運営するためにサーバーやストレージの購入費、保守・運用費など膨大なコストが発生します。

しかしブロックチェーンは世界中の参加者が分散して管理するため、それぞれが少しずつマシンパワーを提供することでコストが集中することを防ぎます。運営者の負担が少なくなるほか、運営全体にコストをかけずに済むため参加者も低価格で利用しやすいことがメリットです。

【3-3】システムダウンしにくい

中央集権型のシステムでは、メインシステムに何らかのトラブルが生じた場合、取引全体がストップしてしまう可能性があります。一方でブロックチェーンは分散管理型のため、一部のシステムにトラブルが発生しても全体がストップすることはありません。各マシンが同一のデータを保持しているため、ほかのマシンには影響がなくシステムを維持することができます。

代表的な活用事例

では、ブロックチェーンはどのような分野で活用されているのでしょうか。実際の活用事例を業界別に紹介します。

【4-1】金融

金融業界では仮想通貨の取引だけでなく、国際送金、資産管理、証券のデジタル化などに幅広く活用されています。

例えば通常の国際送金は、対象国の口座までにいくつもの銀行を経由するため、多くの手数料と時間がかかってしまいます。しかしブロックチェーンを活用することにより時間と手数料を削減し、取引の透明性を向上させることが可能です。また近年ではスマートコントラクトによる取引も多く実施されています。

【4-2】地方自治体

地方自治体では、ブロックチェーン技術を用いて市民サービスの改善や行政の透明性を高める試みが行われています。例えば、証明書や契約書などの公的文書をデジタル化してブロックチェーンで管理することで、改ざんを防止してセキュリティーを高めることが可能です。同時にペーパーレス化などをはじめとしたDXを推進でき、市民の利便性向上につながっています。

【4-3】医療

医療分野では、患者の医療記録の管理などにブロックチェーンが導入され始めています。今までは各医療機関でカルテが異なるために情報の連携や共有が困難でしたが、ブロックチェーンを用いれば患者の医療記録や健康情報を統合して一括で管理できます。また改ざんのリスクを防ぐことで安全に情報を扱えるようになれば、医療の質はより一層高まっていきます。

ほかにも、ブロックチェーンを活用して医薬品の製造から使用までを固有のIDで管理することにより、偽薬の流通防止にも役立っています。

【4-4】教育

教育分野では、ブロックチェーン技術を活用した学位証明書の発行が進んでいます。現在ほとんどの国・地域にて、学位証明は紙の形式で行われており、証明書を偽造しやすいことが問題となっています。そのためブロックチェーンを活用し、学位証明の公証をデジタル管理する動きが活発になっているのです。

【4-5】サプライチェーン

複数企業にまたがる材料・部品・製品のサプライチェーン全体を一つのブロックチェーン基盤で管理することにより、管理上の課題を解決できます。具体的には複数の利害関係者が参画する際のトレーサビリティー（追跡可能性）、取引の透明性、即時性などです。

使用上のリスクと今後の課題

ブロックチェーンには多くのメリットがある一方で、デメリットとなる部分もあります。ブロックチェーンを効果的に活用するには、デメリットについてもしっかりと把握しておきましょう。

【5-1】データの削除・修正が難しい

ブロックチェーンは記録したデータを削除したり修正したりできません。これは改ざんを防ぐメリットがある一方で、誤った入力も取り消せないため注意が必要です。そのため、あとから変更される情報を扱うシステムには適しておらず、外部のデータベースと組み合わせるなどの工夫が必要になります。

【5-2】処理速度が遅い

ブロックチェーンでは、参加者のマシン同士でデータの正しさを検証しあうことを合意形成といいます。この合意形成には時間がかかるため、中央集権型のシステムと比較すると処理速度は劣ります。迅速な処理が求められるシステムにおいてはデメリットになりかねません。

【5-3】データが増加し続ける

ブロックチェーンの利用が進むほど、通信量や保持するデータ量は増加し、そのデータを処理・同期するための計算負荷も増加します。これにより処理速度が低下する可能性があります。

現在はデータ量に対応できている場合でも、今後さらにブロックチェーンが普及して大規模なアプリケーションや多数のトランザクションを扱うようになると、現在の技術やインフラでは対応が難しくなるかもしれません。データの増加が続くことで、システムのスケーラビリティーやパフォーマンスの維持が大きな課題となります。

将来性とビジネスへの影響

国内ブロックチェーン活用サービスの市場規模は年々驚くほどのスピードで拡大しており、2025年度には7247億円にまで達すると予測されています。

ブロックチェーンがあらゆるビジネス分野に導入され始めている理由は、システムの堅牢性や透明性が強く求められているからでしょう。ブロックチェーン技術はまだ発展途上であり課題は存在しますが、データが改ざんされにくく、システムの安定性が高いなどたくさんのメリットがあります。多くの企業が抱える課題の解決策となることが期待されるため、今後当たり前のように使われる技術となっていくことも予想されます。

実際にブロックチェーンの市場規模は拡大しており、同時に人材のニーズも高まっています。ブロックチェーン技術者は今後あらゆる分野で求められる存在になる可能性も高いので、興味がある方はぜひブロックチェーンについて学んでみてはいかがでしょうか。

文／江副杏菜　編集／エンジニアtype編集部