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ブロックチェーンは、暗号化ハッシュによって安全にリンクされたレコードのリスト（ブロック）が増加する分散型台帳です。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]各ブロックには、前のブロックの暗号化ハッシュ、タイムスタンプ、およびトランザクションデータ（一般的にマークルツリーとして表現され、データノードは葉で表されます）が含まれています。各ブロックには前のブロックに関する情報が含まれているため、それらは実質的にチェーン（つまり、リンクリストデータ構造）を形成し、追加のブロックは前のブロックにリンクされます。したがって、ブロックチェーンのトランザクションは、一度記録されると、後続のすべてのブロックを変更し、これらの変更を受け入れるためのネットワークの合意を得ない限り、特定のブロックのデータを遡及的に変更できないため、改ざんに対して耐性があります。
ブロックチェーンは通常、公開分散台帳として使用されるピアツーピア（P2P）コンピュータネットワークによって管理され、ノードは共同で合意アルゴリズムプロトコルに従って新しいトランザクションブロックを追加および検証します。ブロックチェーンのフォークが可能であるため、ブロックチェーンの記録は変更不可能ではありませんが、ブロックチェーンは設計上安全であると考えられ、高いビザンチン耐障害性を備えた分散コンピューティングシステムの一例です。[ 5 ]
ブロックチェーンは、 2008 年にサトシ・ナカモトという名前（または偽名）を使用する人物（またはグループ）によって、スチュアート・ハーバー、W. スコット・ストルネッタ、デイブ・ベイヤーによる以前の研究に基づいて、ビットコイン暗号通貨の取引のための公開分散台帳として作成されました。[ 6 ]ビットコインにブロックチェーンが実装されたことで、ビットコインは信頼できる機関や中央サーバーを必要とせずに二重支払い問題を解決した最初のデジタル通貨となりました。ビットコインの設計は、一般の人々が読み取り可能で暗号通貨で広く使用されている他のアプリケーション[ 3 ] [ 2 ]やブロックチェーンに影響を与えました。ブロックチェーンは、一種の決済レールとみなすことができます。[ 7 ]
ビジネス用途向けにプライベートブロックチェーンが提案されている。Computerworldは、適切なセキュリティモデルなしにそのようなプライベートブロックチェーンを販売することを「インチキ商品」と呼んだ[ 8 ] 。しかし、許可型ブロックチェーンは、慎重に設計すれば、許可不要型ブロックチェーンよりも分散化が進み、実際にはより安全になる可能性があると主張する人もいる[ 4 ] [ 9 ] 。
暗号学者のデイビッド・チャウムは、 1982年の博士論文「相互に疑念を抱くグループによって確立、維持、信頼されるコンピュータシステム」で、ブロックチェーンに似たプロトコルを初めて提案した。[ 10 ] [ 11 ]暗号的に保護されたブロックの連鎖に関するさらなる研究は、1991年にスチュアート・ハーバーとW・スコット・ストルネッタによって記述された。[ 4 ] [ 12 ]彼らは、文書のタイムスタンプが改ざんできないシステムを実装したいと考えていた。1992年、ハーバー、ストルネッタ、デイブ・ベイヤーはマークルツリーを設計に組み込み、複数の文書証明書を1つのブロックに収集できるようにすることで効率を向上させた。[ 4 ] [ 13 ]彼らの会社Suretyの下で、彼らの文書証明書のハッシュは1995年以来毎週ニューヨーク・タイムズに掲載されている。[ 14 ]
最初の分散型ブロックチェーンは、2008年にサトシ・ナカモトとして知られる人物（またはグループ）によって構想されました。ナカモトは、ハッシュキャッシュのような方法を使用してブロックにタイムスタンプを付けることで、信頼できる当事者による署名を必要とせずに設計を大幅に改善し、難易度パラメータを導入してチェーンにブロックが追加される速度を安定させました。 [ 4 ]この設計は翌年、ナカモトによって暗号通貨ビットコインの中核コンポーネントとして実装され、ネットワーク上のすべてのトランザクションの公開台帳として機能しています。[ 3 ]
2014年8月、ネットワーク上で発生したすべてのトランザクションの記録を含むビットコインのブロックチェーンファイルのサイズは20GB （ギガバイト）に達しました。[ 15 ] 2024年までに、ビットコインのブロックチェーンは600GBを超えました。[ 16 ]
サトシ・ナカモトの元の論文では「ブロック」と「チェーン」という言葉は別々に使われていましたが、 2016年までに「ブロックチェーン」という一つの言葉として普及しました。[ 17 ]
アクセンチュアによると、イノベーション普及理論の適用により、ブロックチェーンは2016年に金融サービス内で13.5%の採用率を達成し、アーリーアダプターの段階に達したと示唆されている。[ 18 ]業界団体は2016年にデジタル商工会議所のイニシアチブとしてグローバルブロックチェーンフォーラムを設立するために協力した。
2018年5月、ガートナーは、 CIOのわずか1%が組織内で何らかのブロックチェーンの導入を表明しており、CIOのわずか8%が短期的に「ブロックチェーンの計画または積極的な実験を検討している」ことを明らかにした。[ 19 ] 2019年には、ガートナーはCIOの5%がブロックチェーン技術は自社のビジネスにとって「ゲームチェンジャー」であると考えていると報告した。[ 20 ]
ブロックチェーンは、分散型で、多くの場合公開されているデジタル台帳であり、ブロックと呼ばれる記録で構成され、多数のコンピュータ間でトランザクションを記録するために使用されます。そのため、関連するブロックは、後続のすべてのブロックを変更することなく遡及的に変更することはできません。[ 3 ] [ 21 ]これにより、参加者はトランザクションを独立して比較的低コストで検証および監査できます。[ 22 ]ブロックチェーンデータベースは、ピアツーピアネットワークと分散タイムスタンプサーバーを使用して自律的に管理されます。これらは、集団的な自己利益によって駆動される大規模なコラボレーションによって認証されます。[ 23 ]このような設計により、参加者のデータセキュリティに関する不確実性が最小限に抑えられた堅牢なワークフローが促進されます。ブロックチェーンを使用すると、デジタル資産から無限の複製可能性という特性が取り除かれます。各価値単位が一度だけ転送されたことが確認され、二重支払いの長年の問題が解決されます。ブロックチェーンは、価値交換プロトコルとして説明されています。[ 24 ]
論理的には、ブロックチェーンはいくつかの層から構成されていると考えることができます。[ 25 ]
ブロックには、ハッシュ化されマークルツリーにエンコードされた有効なトランザクションのバッチが格納されます。[ 3 ]各ブロックには、ブロックチェーン内の前のブロックの暗号学的ハッシュが含まれており、2 つのブロックをリンクします。リンクされたブロックはチェーンを形成します。[ 3 ]この反復プロセスにより、ジェネシスブロック(ブロック 0)として知られる最初のブロックまで遡って、前のブロックの完全性が確認されます。 [ 27 ]ブロックとそれに含まれるデータの完全性を保証するために、ブロックは通常デジタル署名されます。[ 28 ]
時には、別々のブロックが同時に生成され、一時的なフォークが作成されることがあります。安全なハッシュベースの履歴に加えて、どのブロックチェーンにも、履歴の異なるバージョンをスコアリングするための特定のアルゴリズムがあり、スコアの高いバージョンが他のバージョンよりも優先されます。チェーンに含めるために選択されなかったブロックは、孤立ブロックと呼ばれます。[ 27 ]データベースをサポートするピアは、時折、履歴の異なるバージョンを持っています。ピアは、自分たちが知っているデータベースの最高スコアのバージョンのみを保持します。ピアがより高いスコアのバージョン（通常は、1 つの新しいブロックが追加された古いバージョン）を受け取ると、ピアは自分のデータベースを拡張または上書きし、改善をピアに再送信します。特定のエントリが履歴の最良のバージョンに永久に残るという絶対的な保証はありません。ブロックチェーンは通常、新しいブロックのスコアを古いブロックに追加するように構築されており、古いブロックを上書きするのではなく、新しいブロックで拡張するインセンティブが与えられています。したがって、エントリが置き換えられる確率は、その上に構築されるブロックが増えるにつれて指数関数的に減少し[ 29 ]、最終的には非常に低くなります。[ 3 ] [ 30 ] : ch. 08 [ 31 ]例えば、ビットコインはプルーフ・オブ・ワーク・システムを使用しており、累積プルーフ・オブ・ワークが最も多いチェーンがネットワークによって有効なものとみなされます。十分なレベルの計算を実証するために使用できる方法はいくつかあります。ブロックチェーン内では、計算は従来の分離並列方式ではなく、冗長に実行されます。[ 32 ]
ブロックタイムとは、ネットワークがブロックチェーンに1つの追加ブロックを生成するのにかかる平均時間です。ブロックが完成すると、含まれるデータが検証可能になります。暗号通貨では、これは実質的にトランザクションが行われる時点であるため、ブロックタイムが短いほどトランザクションが速くなります。2022年以降、イーサリアムのブロックタイムは正確に12秒に設定されていますが、ビットコインの場合は平均10分です。[ 33 ]
ハードフォークとは、ブロックチェーンプロトコルに対する変更であり、後方互換性がなく、ネットワークへの参加を継続するにはすべてのユーザーがソフトウェアをアップグレードする必要がある。ハードフォークでは、ネットワークは2つの異なるバージョンに分裂する。1つは新しいルールに従うバージョン、もう1つは古いルールに従うバージョンである。
例えば、イーサリアムは、コードの脆弱性を悪用してハッキングされたThe DAOの投資家を「補償」するために、2016年にハードフォークされました。この場合、フォークの結果、イーサリアムとイーサリアムクラシックのチェーンが作成されました。2014年には、Nxtコミュニティ[ 34 ]は、大手仮想通貨取引所から5000万NXTが盗まれた影響を軽減するために、ブロックチェーンの記録をロールバックするハードフォークを検討するよう求められました。ハードフォークの提案は却下され、交渉と身代金の支払いの後、資金の一部が回収されました。あるいは、恒久的な分裂を防ぐために、新しいソフトウェアを使用しているノードの大多数が古いルールに戻る可能性があります。これは、2013年3月12日のビットコインの分裂の場合と同様です。
より最近のハードフォークの例としては、2017年のビットコインがあり、その結果、ビットコインキャッシュが誕生しました。[ 35 ]このネットワークの分裂は、需要に対応するために1秒あたりのトランザクション数を増やす方法についての意見の相違が主な原因でした。[ 36 ]
ブロックチェーンはピアツーピアネットワーク全体にデータを保存することで、中央集権的にデータが保持されることに伴うリスクの一部を排除します。[ 3 ]分散型ブロックチェーンは、アドホックメッセージパッシングと分散ネットワークを使用する場合があります。[ 37 ]
いわゆる「51%攻撃」では、中央組織がネットワークの半分以上を支配下に置き、その特定のブロックチェーン記録を自由に操作して二重支払いを可能にする。[ 38 ]
ブロックチェーンのセキュリティ手法には、公開鍵暗号方式の使用が含まれます。[ 39 ]： 5公開鍵（長くランダムに見える数字の列）は、ブロックチェーン上のアドレスです。ネットワークを介して送信される価値トークンは、そのアドレスに属するものとして記録されます。秘密鍵はパスワードのようなもので、所有者にデジタル資産へのアクセス、またはブロックチェーンが現在サポートしているさまざまな機能とのやり取り手段を提供します。ブロックチェーンに保存されたデータは、一般的に改ざん不可能であると考えられています。[ 3 ]
分散型システムの各ノードはブロックチェーンのコピーを持っています。データ品質は、大規模なデータベース複製[ 40 ]と計算上の信頼によって維持されます。中央集権的な「公式」コピーは存在せず、どのユーザーも他のユーザーより「信頼」されることはありません。[ 39 ]トランザクションはソフトウェアを使用してネットワークにブロードキャストされます。メッセージはベストエフォートベースで配信されます。初期のブロックチェーンは、エネルギー集約型のマイニングノードに依存してトランザクションを検証し[ 27 ] 、構築中のブロックに追加し、完成したブロックを他のノードにブロードキャストします。 [ 30 ] : ch. 08ブロックチェーンは、プルーフオブワークなどのさまざまなタイムスタンプ方式を使用して変更をシリアル化します。[ 41 ]後期のコンセンサス方式には、プルーフオブステークが含まれます。[ 27 ]分散型ブロックチェーンの成長に伴い、より多くのデータを処理するために必要なコンピュータリソースが高価になるため、中央集権化のリスクが生じます。[ 42 ]
ファイナリティとは、ブロックチェーンに最近追加された適切に構成されたブロックが将来取り消されない（「ファイナライズされる」）という確信のレベルであり、したがって信頼できるものです。プルーフ・オブ・ワークであろうとプルーフ・オブ・ステークであろうと、ほとんどの分散型ブロックチェーンプロトコルは、新たにコミットされたブロックのファイナリティを保証することはできず、代わりに「確率的ファイナリティ」に依存しています。ブロックがブロックチェーンの奥深くに進むにつれて、新たに発見されたコンセンサスによって変更または元に戻される可能性は低くなります。[ 43 ]
ビザンチンフォールトトレランスに基づくプルーフ・オブ・ステーク プロトコルは、いわゆる「絶対的なファイナリティ」を提供するとされています。ランダムに選ばれたバリデーターがブロックを提案し、残りのバリデーターがそれに投票し、超多数決で承認された場合、ブロックはブロックチェーンに不可逆的にコミットされます。[ 43 ]この方法の修正版である「経済的ファイナリティ」は、イーサリアムで使用されている Casper プロトコルなどの実用的なプロトコルで使用されています。ブロックチェーンの同じ位置で 2 つの異なるブロックに署名したバリデーターは「スラッシング」の対象となり、レバレッジされたステークが没収されます。[ 43 ]
オープンブロックチェーンは、一般に公開されているものの閲覧するには物理的なアクセスが必要な従来の所有権記録よりもユーザーフレンドリーです。初期のブロックチェーンはすべてパーミッションレスであったため、ブロックチェーンの定義をめぐって論争が生じています。この継続的な議論における問題の一つは、中央機関によってタスクが与えられ、承認（許可）された検証者を持つプライベートシステムをブロックチェーンとみなすべきかどうかです。 [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]パーミッション型またはプライベートチェーンの支持者は、「ブロックチェーン」という用語は、タイムスタンプ付きブロックにデータをバッチ処理するあらゆるデータ構造に適用できると主張しています。これらのブロックチェーンは、データベースにおけるマルチバージョン同時実行制御（MVCC）の分散バージョンとして機能します。[ 49 ] MVCCがデータベース内の単一のオブジェクトを2つのトランザクションが同時に変更することを防ぐのと同様に、ブロックチェーンは、ブロックチェーン内の同じ単一の出力を2つのトランザクションが消費することを防ぎます。[ 50 ] : 30–31反対派は、許可制システムは従来の企業データベースに似ており、分散型データ検証をサポートしておらず、また、そのようなシステムはオペレーターによる改ざんや修正に対して強化されていないと述べている。[ 44 ] [ 46 ] Computerworldの Nikolai Hampton 氏は、「多くの社内ブロックチェーン ソリューションは、扱いにくいデータベースに過ぎないだろう」とし、「明確なセキュリティ モデルがなければ、独自のブロックチェーンは疑いの目で見るべきだ」と述べた。[ 8 ] [ 51 ]
オープンでパーミッションレスなパブリックなブロックチェーンネットワークの利点は、悪意のある行為者に対する防御が不要であり、アクセス制御も不要であることです。[ 29 ]これは、ブロックチェーンをトランスポート層として使用することで、他者の承認や信頼なしにアプリケーションをネットワークに追加できることを意味します。[ 29 ]
ビットコインをはじめとする暗号通貨は現在、新規エントリにプルーフ・オブ・ワークを含めることを義務付けることでブロックチェーンを保護している。ブロックチェーンの寿命を延ばすために、ビットコインはハッシュキャッシュパズルを使用している。ハッシュキャッシュは1997年にアダム・バックによって設計されたが、その原案はシンシア・ドワーク、モニ・ナオール、エリ・ポニャトフスキーが1992年の論文「処理による価格設定、または迷惑メール対策」で初めて提唱したものである。
2016年、米国ではブロックチェーン関連プロジェクトへのベンチャーキャピタル投資が弱体化していたが、中国では増加していた。 [ 52 ]ビットコインやその他の多くの暗号通貨はオープン（パブリック）ブロックチェーンを使用している。2018年4月現在 ビットコインは時価総額が最も高い。
パーミッション型ブロックチェーンは、アクセス制御レイヤーを使用して、ネットワークへのアクセス権限を持つユーザーを管理します。[ 53 ]パーミッション型ブロックチェーンは、慎重に設計すれば、一定レベルの分散化を保証できると主張されています。一方、パーミッションレス型ブロックチェーンは、実際には中央集権的になることが多いです。[ 9 ]
ニコライ・ハンプトンはComputerworld誌で、「プライベートブロックチェーンは（おそらく）すべてのブロック作成リソースの100%を既に制御しているため、プライベートブロックチェーンに対する『51%』攻撃は必要ない。プライベート企業のサーバー上のブロックチェーン作成ツールを攻撃または損傷させることができれば、事実上そのネットワークの100%を制御し、トランザクションを好きなように変更することができる」と主張した。[ 8 ]これは、 2008年の金融危機のような金融危機や債務危機の際に、特に深刻な悪影響を及ぼす。政治的に力のある主体が、他のグループを犠牲にして一部のグループに有利な決定を下す可能性があるからである。[ 54 ]また、「ビットコインのブロックチェーンは、大規模なグループによるマイニング活動によって保護されている。ギガワットの計算能力を使用して記録を保護しようとするプライベートブロックチェーンはまずないだろう。それは時間と費用がかかるからだ」とも述べている。[ 8 ]彼はまた、「プライベートブロックチェーン内には『競争』はありません。競合他社よりも多くの電力を使用したり、ブロックをより早く発見したりするインセンティブはありません。これは、多くの社内ブロックチェーンソリューションが、扱いにくいデータベースに過ぎないことを意味します。」と述べた。[ 8 ]
ビットコイン、イーサリアム、ライトコイン、その他の暗号通貨の人気が高まるにつれ、パブリックブロックチェーンの分析の重要性が増しています。[ 55 ]ブロックチェーンがパブリックであれば、ノウハウさえあれば誰でもチェーンデータを観察・分析できます。暗号通貨の流れを理解してアクセスするプロセスは、多くの暗号通貨、暗号通貨取引所、銀行にとって問題となっています。[ 56 ] [ 57 ]その理由は、ブロックチェーン対応の暗号通貨が、麻薬、武器、資金洗浄などの違法な闇市場での取引 を可能にしているという非難があるからです。[ 58 ]暗号通貨はプライベートで追跡不可能であるという一般的な認識があり、そのため多くの関係者が違法な目的で使用しています。しかし、専門のテクノロジー企業がブロックチェーン追跡サービスを提供し、暗号通貨取引所、法執行機関、銀行が暗号通貨ファンドや法定通貨と暗号通貨の交換で何が起こっているかをより認識できるようになったことで、この状況は変わりつつあります。この発展により、犯罪者はモネロなどの新しい暗号通貨の使用を優先するようになったと主張する人もいる。[ 59 ] [ 60 ] [ 61 ]
2016 年 4 月、Standards Australia は、ブロックチェーン技術をサポートする標準の開発を検討するよう国際標準化機構 (ISO)に提案しました。この提案により、ISO 技術委員会 307「ブロックチェーンおよび分散型台帳技術」が設立されました。 [ 62 ]この技術委員会には、ブロックチェーン用語、参照アーキテクチャ、セキュリティとプライバシー、アイデンティティ、スマートコントラクト、ブロックチェーンおよび DLT のガバナンスと相互運用性、ならびに業界セクター固有の標準と一般的な政府要件に関するワーキンググループがあります。[ 63 ] 50 か国以上が、国際銀行間金融通信協会(SWIFT)、欧州委員会、国際測量士連盟、国際電気通信連合(ITU)、国連欧州経済委員会(UNECE) などの外部連絡機関とともに標準化プロセスに参加しています。[ 63 ]
他の多くの国家標準化団体やオープン標準化団体もブロックチェーン標準に取り組んでいます。[ 64 ]これらには、米国国立標準技術研究所[ 65 ]（NIST）、欧州電気標準化委員会[ 66 ]（CENELEC）、電気電子学会[ 67 ]（IEEE）、構造化情報標準推進機構（OASIS ）、インターネット技術タスクフォース[ 68 ]（IETF）の個人参加者などが含まれます。
ほとんどのブロックチェーン実装は分散型ですが、OracleはOracle 21cデータベースで中央集権型のブロックチェーンテーブル機能を導入しました。Oracle 21cデータベースのブロックチェーンテーブルは、不変機能を提供する中央集権型のブロックチェーンです。分散型ブロックチェーンと比較して、中央集権型ブロックチェーンは通常、コンセンサスベースの分散型ブロックチェーンよりも高いスループットと低いトランザクション遅延を提供できます。[ 69 ] [ 70 ]
現在、ブロックチェーンネットワークには少なくとも4つの種類が存在する。パブリックブロックチェーン、プライベートブロックチェーン、コンソーシアムブロックチェーン、そしてハイブリッドブロックチェーンである。
パブリックブロックチェーンにはアクセス制限がありません。インターネット接続があれば誰でもトランザクションを送信したり、バリデーター（つまり、コンセンサスプロトコルの実行に参加する人）になることができます。[ 71 ]通常、このようなネットワークは、セキュリティを確保し、何らかのプルーフ・オブ・ステークまたはプルーフ・オブ・ワークアルゴリズムを利用する人に経済的なインセンティブを提供します。
最も規模が大きく、よく知られているパブリックブロックチェーンには、ビットコインブロックチェーンとイーサリアムブロックチェーンがある。
プライベートブロックチェーンは許可制です。[ 53 ]ネットワーク管理者から招待されない限り、参加することはできません。参加者とバリデーターのアクセスは制限されています。オープンブロックチェーンと、オープンなアドホックコンピューティングクラスタではない他のピアツーピア分散データベースアプリケーションを区別するために、プライベートブロックチェーンには通常、分散型台帳（DLT）という用語が使用されます。
ハイブリッドブロックチェーンは、中央集権型と分散型の機能を組み合わせたものです。[ 72 ]チェーンの具体的な動作は、中央集権型と分散型のどの部分が使用されるかによって異なる場合があります。
サイドチェーンとは、プライマリブロックチェーンと並行して動作するブロックチェーン台帳の名称です。[ 73 ] [ 74 ]プライマリブロックチェーンのエントリ（通常、これらのエントリはデジタル資産を表します）は、サイドチェーンとリンクできます。これにより、サイドチェーンはプライマリブロックチェーンとは独立して動作することができます（たとえば、別の記録保持方法、別のコンセンサスアルゴリズムなどを使用するなど）。[ 75 ]
コンソーシアム型ブロックチェーンは、パブリックブロックチェーンとプライベートブロックチェーンの両方の要素を組み合わせたタイプのブロックチェーンです。コンソーシアム型ブロックチェーンでは、単一の組織ではなく、複数の組織が協力してブロックチェーンを作成・運用します。コンソーシアムのメンバーは共同でブロックチェーンネットワークを管理し、トランザクションの検証を担当します。コンソーシアム型ブロックチェーンはパーミッション型であり、特定の個人または組織のみがネットワークに参加できます。これにより、ブロックチェーンへのアクセス権限をより厳密に管理でき、機密情報の保護に役立ちます。
コンソーシアム型ブロックチェーンは、サプライチェーン管理や金融サービスなど、複数の組織が共通の目標に向けて協力する必要がある業界でよく利用されています。コンソーシアム型ブロックチェーンの利点の1つは、トランザクションの検証に必要なノード数が通常より少ないため、パブリック型ブロックチェーンよりも効率的でスケーラブルであることです。さらに、コンソーシアムのメンバーが協力してネットワークを維持するため、コンソーシアム型ブロックチェーンはプライベート型ブロックチェーンよりも高いセキュリティと信頼性を提供できます。コンソーシアム型ブロックチェーンの例としては、QuorumやHyperledgerなどがあります。[ 76 ]
ブロックチェーンの主な用途は、ビットコインなどの暗号通貨の分散型台帳としてです。 2016年末までに、概念実証から成熟した他の運用製品もいくつかありました。[ 52 ] 2016年現在、一部の企業は、ブロックチェーンがバックオフィスの組織効率に及ぼす影響を評価するために、この技術をテストし、低レベルの実装を行っています。[ 77 ]
2019年には、ブロックチェーン技術に約29億ドルが投資されたと推定されており、これは前年比89%の増加に相当します。[ 78 ] 2021年にプライスウォーターハウスクーパース（PwC）が発表したレポートによると、ブロックチェーン技術は2030年までに年間3兆ドル以上のビジネス価値を生み出す可能性があるとのことです。PwCは600人のビジネスエグゼクティブを対象に調査を行い、84%がブロックチェーン技術の利用に何らかの形で関わっていることを確認しました。[ 79 ]
2019年、BBCワールドサービスのラジオおよびポッドキャストシリーズ「現代経済を形作った50のこと」は、ブロックチェーンを経済と社会に広範な影響を与える技術として取り上げた。経済学者であり、フィナンシャル・タイムズのジャーナリスト兼放送作家であるティム・ハーフォードは、その基盤となる技術がなぜより幅広い用途を持つ可能性があるのか、そして克服すべき課題について議論した。[ 80 ]彼の最初の放送は2019年6月29日だった。
ほとんどの仮想通貨は、その通貨の生産量を徐々に減らし、流通する総量に上限を設けるように設計されています。[ 81 ]金融機関が保有したり、現金として手元に保管したりする通常の通貨と比較すると、仮想通貨は法執行機関による押収がより困難になる可能性があります。[ 81 ]
各仮想通貨のコインの正当性はブロックチェーンによって保証されます。ブロックチェーンは、ブロックと呼ばれる記録のリストが継続的に増加し、暗号技術を使用してリンクされ、保護されています。 [ 81 ] [ 82 ]各ブロックには通常、前のブロックへのリンクとしてのハッシュポインタ、 [ 82 ]タイムスタンプ、およびトランザクションデータが含まれています。[ 83 ]ブロックチェーンは、設計上、データの改ざんに対して本質的に耐性があります。これは、「2者間のトランザクションを効率的かつ検証可能で永続的な方法で記録できる、オープンな分散型台帳」です。[ 82 ]分散型台帳として使用する場合、ブロックチェーンは通常、新しいブロックを検証するためのプロトコルに共同で従うピアツーピアネットワークによって管理されます。記録されたデータは、ネットワークの過半数の共謀を必要とする後続のすべてのブロックを変更しない限り、遡及的に変更することはできません。
ブロックチェーンは設計上安全であり、高いビザンチン耐障害性を備えた分散コンピューティングシステムの例である。したがって、ブロックチェーンによって分散型コンセンサスが実現されている。[ 84 ]
仮想通貨の文脈では、ブロックチェーンはすべての取引の公開台帳として機能します。仮想通貨はさまざまなタイムスタンプ方式を使用して、「信頼できる第三者を必要とせずに、ブロックチェーン台帳に追加された取引の有効性を証明する」のです。[ 81 ]
最初の仮想通貨はビットコインで、2009年にオープンソースソフトウェアとして初めて公開された。
仮想通貨が注目を集めるにつれ、いくつかの国では法的不確実性に対処するため、私法および商法の取り扱いにおいて進歩が見られました。例えば、米国では、統一商事法典（UCC）の2022年改正により、第12条が導入され、「制御可能な電子記録」（CER）が新たな個人財産のカテゴリーとして確立されました。この枠組みは、CERとしての仮想通貨の所有、移転、使用に関する法的明確性を提供し、「制御」という概念はデジタル資産の所有権と実質的に同等の役割を果たします。これらの改革は、法的基準を市場慣行に合わせ、所有権紛争を減らし、仮想通貨の商取引への統合を支援することを目的としています。[ 85 ]
ブロックチェーンベースのスマートコントラクトは、人間の介入なしに部分的または完全に実行または強制できる契約です。[ 86 ]スマートコントラクトの主な目的の 1 つは、自動エスクローです。スマートコントラクトの重要な特徴は、契約主体間の仲介者として信頼できる第三者 (受託者など) を必要としないことです。ブロックチェーン ネットワークが契約を独自に実行します。これにより、価値を移転する際の主体間の摩擦が軽減され、結果としてより高度なトランザクション自動化への道が開かれる可能性があります。[ 87 ] 2018 年のIMFスタッフの議論では、ブロックチェーン技術に基づくスマートコントラクトはモラル ハザードを軽減し、一般的に契約の使用を最適化する可能性があるが、「実行可能なスマートコントラクト システムはまだ出現していない」と報告されています。広く使用されていないため、その法的地位は不明確でした。[ 88 ] [ 89 ]
Reason誌が2016年に発表したところによると、多くの銀行が銀行業務での利用のために分散型台帳の導入に関心を示しており、プライベートブロックチェーンを作成する企業と協力している。[ 90 ] 2016年9月のIBMの調査によると、この導入は予想よりも速いペースで進んでいる。[ 91 ]
ブロックチェーン技術は、バックオフィス決済システムの高速化方法として提案されている。[ 92 ]
2017年、UBSはブロックチェーン技術が金融サービスでどのように活用できるかを研究するための研究所を開設した。[ 93 ]
2017年、ドイツの銀行ベレンベルクはブロックチェーンを「過剰に宣伝された技術」と評し、多くの「概念実証」はあったものの、依然として大きな課題があり、成功事例はごくわずかだと述べた。[ 94 ]
ブロックチェーン技術により、イニシャル・コイン・オファリング（ICO）やセキュリティ・トークン・オファリング（STO）（デジタル証券オファリング（DSO）とも呼ばれる）などの新しい資金調達形態が可能になった。[ 95 ] STO/DSOは非公開で行われる場合もあれば、規制された公開証券取引所で行われる場合もあり、企業の株式、知的財産、不動産などの資産をトークン化するために使用される。[ 96 ]
仮想通貨や非代替性トークン（NFT）などのブロックチェーン技術は、ビデオゲームの収益化に利用されてきました。多くのライブサービスゲームでは、キャラクターのスキンやその他のゲーム内アイテムなど、ゲーム内カスタマイズオプションが提供されており、プレイヤーはゲーム内通貨を使ってこれらを獲得したり、他のプレイヤーと取引したりできます。一部のゲームでは、仮想アイテムを現実世界の通貨で取引することもできますが、ビデオゲームがギャンブルに似ていると見なされる国では違法となる可能性があり、スキンギャンブルなどのグレーマーケットの問題を引き起こしているため、パブリッシャーは通常、プレイヤーがゲームから現実世界の資金を得ることを許可することを避けてきました。[ 97 ]ブロックチェーンゲームでは通常、プレイヤーはこれらのゲーム内アイテムを仮想通貨と交換でき、それを現金に交換できます。[ 98 ]
ブロックチェーン技術を使用した最初のゲームとして知られているのは、2017年11月にリリースされたCryptoKittiesです。このゲームでは、プレイヤーはイーサリアム暗号通貨でNFTを購入し、各NFTは仮想ペットで構成されており、プレイヤーは他のNFTと交配させて、特性を組み合わせた子孫を新しいNFTとして作成できます。[ 99 ] [ 98 ]このゲームは、2017年12月に1匹の仮想ペットが10万ドル以上で売れたことで話題になりました。[ 100 ] CryptoKittiesはまた、2018年初頭にイーサリアムネットワークで大きな混雑を引き起こし、イーサリアム上のゲームのスケーラビリティの問題を示しました。イーサリアムの全トランザクションの約30%がこのゲームに関するものでした。[ 101 ] [ 102 ]
2020年代初頭までに、ブロックチェーンを使用したビデオゲームで大成功を収めたゲームはなかった。これらのゲームは、より伝統的なゲームプレイ形式ではなく、ブロックチェーンを投機に利用することに重点を置いているため、ほとんどのプレイヤーにとって魅力が限られている。また、このようなゲームは、収益を予測するのが難しいため、投資家にとって高いリスクを伴う。[ 98 ]しかし、 COVID-19パンデミック中のAxie Infinityなどの一部のゲームの限定的な成功と、メタバースコンテンツに対する企業の計画により、2021年後半に、ビデオゲームと、通常はブロックチェーン通貨によって裏付けられた金融の交差点を表す用語であるGameFiの分野への関心が再び高まった。[ 103 ] Ubisoft、Electronic Arts、Take Two Interactiveなどのいくつかの大手パブリッシャーは、ブロックチェーンとNFTベースのゲームが、将来的に自社にとって真剣に検討されていると述べている。[ 104 ]
2021年10月、Valve Corporationは、仮想通貨やNFTを使用するものを含むブロックチェーンゲームを、パーソナルコンピュータゲームで広く使用されているSteamデジタルストアフロントサービスでホストすることを禁止した。これは、現実世界での価値のあるゲーム内アイテムを提供するゲームを禁止するポリシーの延長であると主張した。Valveの過去のギャンブル、特にスキンギャンブルの歴史が、ブロックチェーンゲームを禁止する決定の要因になったと推測された。[ 105 ]ブロックチェーンゲームとNFTゲームはほとんどのPCゲーマーの間で詐欺や不正行為の評判があるため、ジャーナリストやプレイヤーはValveの決定に肯定的に反応した[ 97 ] [ 105 ]。また、 Steamと競合するEpic Games Storeを運営するEpic Gamesは、Valveの拒否を受けて、受け入れられるブロックチェーンゲームを受け入れる用意があると述べた。[ 106 ]
サプライチェーン管理にブロックチェーン技術を導入しようとする試みは、これまでいくつか行われてきた。
ブロックチェーンを介してドメイン名サービスを提供しようとする試みはいくつかある。これらのドメイン名は秘密鍵を使用して制御でき、検閲不可能なウェブサイトを可能にするとされている。これにより、不正行為、悪用、または違法コンテンツに使用されるドメインを抑制するレジストラの能力も回避されることになる。[ 114 ]
Namecoinは ".bit"トップレベルドメイン(TLD)をサポートする暗号通貨です。Namecoin は 2011 年にビットコインからフォークされました。.bit TLD はICANNによって承認されておらず、代わりに代替 DNS ルートが必要です。[ 114 ] 2015 年時点で、登録された 12 万件の名前のうち 28 の Web サイトが .bit を使用しています。[ 115 ] Namecoin は、マルウェアやその他の潜在的な法的問題のため、2019 年にOpenNICによって廃止されました。 [ 116 ] ICANN の代替となる他のブロックチェーンには、The Handshake Network、[ 115 ] EmerDNS、Unstoppable Domainsなどがあります。[ 114 ]
特定のTLDには、イーサリアムネームサービス（ENS）を介してイーサリアムブロックチェーンに関連付けられている「.eth」、「.luxe」、「.kred」などがあります。.kred TLDは、暗号通貨の送金を容易にするため、従来の暗号通貨ウォレットアドレスの代替としても機能します。 [ 117 ]
ブロックチェーン技術は、販売に関するデータの収集、デジタル利用の追跡、ワイヤレスユーザー[ 118 ]やミュージシャン[ 119 ]などのコンテンツ作成者への支払いを行うための、永続的で公開された透明な台帳システムを作成するために使用できます。Gartnerの2019年CIO調査では、高等教育機関の回答者の2%がブロックチェーンプロジェクトを開始しており、さらに18%が今後24か月以内に学術プロジェクトを計画していると報告されています[ 120 ]。 2017年、IBMはASCAPおよびPRS for Musicと提携し、音楽配信にブロックチェーン技術を採用しました[ 121 ] 。Imogen HeapのMyceliaサービスも、ブロックチェーンベースの代替案として提案されており、「アーティストがファンや他のミュージシャンの間で楽曲や関連データがどのように流通するかについてより多くの制御権を持つことができる」とされています[ 122 ] [ 123 ] 。
ブロックチェーンの導入に伴い、保険業界ではピアツーピア保険、パラメトリック保険、マイクロ保険などの新しい流通方法が利用可能になっています。 [ 124 ] [ 125 ]シェアリングエコノミーとIoTも、多くの協力ピアが関与するため、ブロックチェーンの恩恵を受けると予想されています。[ 126 ]図書館におけるブロックチェーンの利用は、米国博物館図書館サービス機構からの助成金を受けて研究されています。[ 127 ]
その他のブロックチェーン設計としては、 Linux Foundationがブロックチェーンベースの分散型台帳をサポートするために共同で取り組んでいるHyperledger があり、このイニシアチブの下でのプロジェクトには Hyperledger Burrow (Monax による) や Hyperledger Fabric (IBM が主導) などがあります。 [ 128 ] [ 129 ] [ 130 ]また、 JPMorgan Chaseによる許可型プライベートブロックチェーンである Quorum もあり、契約アプリケーションにプライベートストレージが使用されています。[ 131 ]
OracleはOracle 21cデータベースにブロックチェーンテーブル機能を導入した。[ 69 ] [ 70 ]
ブロックチェーンはピアツーピアのエネルギー取引にも利用されている。[ 132 ] [ 133 ] [ 134 ]
軽量ブロックチェーン、または簡略化されたブロックチェーンは、従来のブロックチェーンよりもモノのインターネット（IoT）アプリケーションに適しています。 [ 135 ]ある実験では、軽量ブロックチェーンベースのネットワークは毎秒最大134万の認証プロセスを処理できることが示唆されており、これはリソースが限られたIoTネットワークには十分である可能性があります。[ 136 ]
ブロックチェーンは、製品、文書、出荷に固有の識別子を関連付け、偽造や改ざんができない取引に関連する記録を保存することで、偽造品の検出に利用できる可能性がある。[ 137 ] [ 138 ]しかし、ブロックチェーン技術は、物理的なオブジェクトとブロックチェーンシステム間の強力な結合を提供する技術、 [ 139 ]およびKYC基準に 準拠したコンテンツ作成者の検証のための規定によって補完される必要があると主張されている。[ 140 ] EUIPOは、欧州レベルでの偽造防止インフラストラクチャの「定義、試験運用、実装」を目的として、偽造防止ブロックチェーンフォーラムを設立した。[ 141 ] [ 142 ]オランダの標準化機関NENは、証明書の認証にブロックチェーンとQRコードを使用している。 [ 143 ]
北京と上海は、2022年1月30日に中国がブロックチェーンアプリケーションの試験運用を行う都市として指定した都市の一つである。[ 144 ]中国の法廷では、ブロックチェーン技術は2019年に杭州インターネット裁判所によってインターネット証拠の認証方法として初めて認められ、その後、他の中国の裁判所でも認められている。[ 145 ] : 123–125
暗号通貨をサポートするものだけでも、ブロックチェーンシステムの数が増えるにつれて、ブロックチェーンの相互運用性は重要なトピックになりつつあります。その目的は、あるブロックチェーンシステムから別のブロックチェーンシステムへ資産を移転できるようにすることです。ウェグナー[ 146 ]は、「相互運用性とは、言語、インターフェース、実行プラットフォームの違いに関わらず、2つ以上のソフトウェアコンポーネントが協力できる能力である」と述べています。したがって、ブロックチェーンの相互運用性の目的は、そのような違いに関わらず、ブロックチェーンシステム間の協力をサポートすることです。
既にいくつかのブロックチェーン相互運用ソリューションが利用可能である。[ 147 ]これらは、暗号通貨相互運用アプローチ、ブロックチェーンエンジン、ブロックチェーンコネクタの3つのカテゴリに分類できる。
IETFの複数の参加者がブロックチェーン相互運用性アーキテクチャの草案を作成した。[ 148 ]
一部の仮想通貨はブロックチェーンマイニング、つまりトランザクションの検証と確認を行うピアツーピアのコンピュータ計算を使用しています。これには大量のエネルギーが必要です。2018年6月、国際決済銀行は、パブリックプルーフオブワークブロックチェーンの使用について、エネルギー消費量が多いことを批判しました。[ 149 ] [ 150 ] [ 151 ]
エネルギー消費量が多いことへの初期の懸念が、後に登場したCardano（2017年）、Solana（2020年） 、 Polkadot（2020年）などのブロックチェーンが、エネルギー消費量の少ないプルーフ・オブ・ステークモデルを採用する要因となった。研究者らは、ビットコインはプルーフ・オブ・ステークネットワークの10万倍のエネルギーを消費すると推定している。[ 152 ] [ 153 ]
2021年にケンブリッジ大学が行った調査によると、ビットコイン（年間121テラワット時）はアルゼンチン（121TWh）やオランダ（109TWh）よりも多くの電力を消費していることが判明した。[ 154 ] Digiconomistによると、ビットコインの1回の取引には708キロワット時の電力が必要で、これは米国の平均的な家庭が24日間で消費する電力量に相当する。[ 155 ]
2021年2月、米国財務長官のジャネット・イエレン氏は、ビットコインを「取引を行うための極めて非効率的な方法」と呼び、「これらの取引の処理に消費されるエネルギー量は驚異的だ」と述べた。[ 156 ] 2021年3月、ビル・ゲイツ氏は「ビットコインは、人類が知っている他のどの方法よりも1回の取引で多くの電力を使用する」と述べ、「気候変動対策としてはあまり良いことではない」と付け加えた。[ 157 ]
カリフォルニア大学バークレー校の国際コンピュータ科学研究所のニコラス・ウィーバーは、ブロックチェーンのオンラインセキュリティとプルーフ・オブ・ワークのパブリックブロックチェーンのエネルギー効率を調査し、どちらの場合も著しく不十分であることが判明した。 [ 158 ] [ 159 ] 2018年にビットコインに使用された31TWh～45TWhの電力は、1700万トン～2300万トンのCO2を排出した。[ 160 ] [ 161 ] 2022年までに、ケンブリッジ大学とDigiconomistは、2つの最大のプルーフ・オブ・ワークブロックチェーンであるビットコインとイーサリアムが、1年間でスウェーデン全体の2倍の電力を消費し、毎年最大1億2000万トンのCO2を排出すると推定した。 [ 162 ]
一部の仮想通貨開発者は、プルーフ・オブ・ワーク・モデルからプルーフ・オブ・ステーク・モデルへの移行を検討している。[ 163 ] 2022年9月、イーサリアムはプルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークに移行した。[ 164 ]
2014 年 10 月、MIT ビットコイン クラブは、MIT 卒業生からの資金提供を受けて、マサチューセッツ工科大学の学部生に100 ドルのビットコインへのアクセスを提供しました。CataliniとTucker (2016) が調査した普及率によると、通常はテクノロジーを早期に採用する人々がアクセスを遅らせられると、そのテクノロジーを拒否する傾向があることが明らかになりました。[ 165 ] 2017 年に、 MITを含む多くの大学が暗号通貨とブロックチェーンに焦点を当てた学科を設立しました。同年、エディンバラ大学は「ブロックチェーン コースを開始した最初のヨーロッパの大規模大学の 1 つです」とFinancial Timesは報じました。[ 166 ]
ブロックチェーン技術の採用動機（イノベーション採用の一側面）は、研究者によって調査されてきた。例えば、Janssenらは分析のためのフレームワークを提供し[ 167 ]、KoensとPollは採用が非技術的要因によって大きく促進される可能性があることを指摘した[ 168 ] 。Li [ 169 ]は行動モデルに基づいて、個人レベルと組織レベルでの採用の違いについて議論した。
ビジネスや経営の研究者たちは、コラボレーションを支援するブロックチェーンの役割について研究を始めています。[ 170 ] [ 171 ]ブロックチェーンは、協力（つまり、日和見主義的な行動の防止）と調整（つまり、コミュニケーションと情報共有）の両方を促進できると主張されています。信頼性、透明性、記録の追跡可能性、および情報の不変性のおかげで、ブロックチェーンは、従来の契約の使用法や関係規範とは異なる方法でコラボレーションを促進します。契約とは異なり、ブロックチェーンは合意を強制するために法制度に直接依存しません。[ 172 ]さらに、関係規範の使用とは異なり、ブロックチェーンは協力者間の信頼や直接的なつながりを必要としません。
組織効率の効果的な監視を提供する内部監査の必要性により、新しい形式で情報にアクセスする方法の変更が必要になります。[ 174 ]ブロックチェーンの導入には、ブロックチェーンを使用した取引に関連する露出リスクを特定するためのフレームワークが必要です。内部監査人協会は、内部監査人がこの変革的なテクノロジーに対応する必要性を認識しています。脅威とリスクを特定する監査計画を策定するには、新しい方法が必要です。内部監査財団の研究「ブロックチェーンと内部監査」では、これらの要因を評価しています。[ 175 ]米国公認会計士協会は、ブロックチェーンの結果として監査人の新しい役割を概説しています。[ 176 ]
ブロックチェーン技術において、テストネットとは、基盤となるソフトウェアの同一またはより新しいバージョンによって動作するブロックチェーンのインスタンスであり、実際の資金やメインチェーンにリスクを与えることなくテストや実験に使用されます。[ 177 ]テストネットコインは公式のメインネットコインとは別個のものであり、価値はなく、フォーセットから無料で入手できます。[ 178 ]
テストネットは、資金を失うリスクなしにブロックチェーンアプリケーションを開発することを可能にする。[ 179 ]
テストネットを使用して、マイナーが「不正な」ブロックをブロックチェーンに送信することで、ビットコインインフラストラクチャの重要な部分（ノード）を停止させることができるバグがBitcoin Coreソフトウェアに発見されました。[ 180 ]
メインネット（メインネットワークの略）は、テストネットとは異なり、実際のトランザクションが行われるブロックチェーンの完全な運用バージョンです。プルーフ・オブ・ワークやプルーフ・オブ・ステークなどのコンセンサスメカニズムによって保護され、スマートコントラクト、トークン転送、分散型アプリケーションをサポートします。[ 181 ]
メインネットのローンチは、テストネットからライブブロックチェーンへの移行を意味し、セキュリティ監査、ネットワーク展開、トークン移行が含まれます。[ 182 ]
2015 年 9 月、暗号通貨とブロックチェーン技術の研究に特化した初の査読付き学術誌であるLedger が発表されました。創刊号は 2016 年 12 月に発行されました。[ 183 ] このジャーナルは、暗号通貨に関連する数学、コンピュータ科学、工学、法律、経済学、哲学の側面を扱っています。 [ 184 ] [ 185 ]このジャーナルは、投稿論文のファイルハッシュにデジタル署名することを著者に推奨しており、署名されたハッシュはタイムスタンプ付きでビットコインブロックチェーンに記録されます。また、著者は否認防止のため、論文の最初のページに個人のビットコイン アドレスを含めるよう求められています。[ 186 ]
ビットコインの背後にあるテクノロジーは、お互いを知らない、または信頼していない人々が信頼できる台帳を構築することを可能にします。これは、暗号通貨をはるかに超えた意味を持ちます。
ビットコインやその他の仮想通貨の中核となる技術であるブロックチェーンは、2 当事者間の取引を効率的かつ検証可能で永続的な方法で記録できる、オープンな分散型台帳です。
ネットワークの「ノード」（コンピューターでビットコイン ソフトウェアを実行しているユーザー）は、他のノードの整合性を共同でチェックし、誰も同じコインを 2 回使用しないようにします。すべてのトランザクションは、「ブロックチェーン」と呼ばれる共有の公開台帳に公開されます。
ビットコインやその他の仮想通貨の中核となる技術であるブロックチェーンは、2 当事者間の取引を効率的かつ検証可能で永続的な方法で記録できる、オープンな分散型台帳です。
{{cite book}}: CS1メンテナンス: 場所の発行元が見つかりません (リンク)誰でも利用できるシステムで作業することに対する主流の懸念。多くの銀行は、ビットコインのアーキテクチャのいくつかの側面を模倣しているが、閉鎖的で選ばれた関係者のみがアクセスできるように設計された、いわゆるプライベート ブロックチェーンを構築する企業と提携している。... [しかし、一部の人々は] オープンで許可不要のブロックチェーンは、より効率的であるという理由だけで、最終的には銀行部門でも勝利するだろうと考えている。
最も簡単に言えば、分散型信頼の追求は、あっという間に環境災害となった。
{{cite journal}}: CS1メンテナンス: DOIは2025年7月現在非アクティブです（リンク）
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