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ブロックチェーンの仕組みについて「P2P方式を利用したシステムのアーキテクチャ」

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仮想通貨のビットコイン等が「ブロックチェーン」という技術で成り立っている事は知っていると思いますが、その「仕組み」については知らない方が多いと思います。

この仕組みは、端的に言えば、「P2P」方式を利用したシステムのアーキテクチャです。

ブロックチェーンの名前の通り、個々の情報を「ブロック」単位で区切り、それを各ユーザー同士がサーバーを介さず、直接「チェーン」のようにつながり持ち合う技術になります。

これによって得られるメリットには、

・システムが止まる心配がない

・データ消失の恐れがない

・改ざんのリスクが低い

・運用コストが安価

ざくっとですが、上記のような点があります。

それでは、このような利点を生み出すブロックチェーンの仕組みについて、簡単にまとめたいと思います。

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始めに

P2P(peer-to-peer)

通常のインターネット接続は「クライアントサーバー型」と呼ばれる方式で、クライアントはサーバーとの接続ありきで任意のネットワークに接続します。

変わって「P2P」では、サーバーにアクセスする事なく、ネット上で「クライアント同士で直接つながりあう」事が出来ます。

つまり、ユーザー間で情報を共有するには、「P2P」の方がサーバーを介さない分手っ取り早いんですね。

データを共有する場合、サーバーのように一元管理しているわけではないので、「データの消失」を心配する必要がありません。

サーバーを利用しない分、維持費などの運用コストも安価になります。サーバーダウン時のシステム停止の心配もありません。

こういった事から、「ブロックチェーン」では「P2P」の方式が採用されているのです。

ブロックチェーン

分散型台帳技術

ブロックチェーンは「分散型台帳技術」と呼ばれており、ビットコイン等の仮想通貨でいえばお金の流れの記録が台帳にあたり、分散はその記録を参加者である多くのクライアントで保持することにあたります。

サーバーを介さない「P2P」の特徴でもありますが、ゲームで利用する「P2P」とは少し異なります。

例えば、「P2P」で遠方の人間と同時参加のゲームをするとすれば、片方のルーターのポート開放やVPN接続等、「NAT」超えが必要になります。同じLAN配下にいる事が前提になるからですね。

しかしブロックチェーンではこの「NAT越え」をせずとも、多くのクライアントと情報を共有することが可能になります。

ノード

ビットコインで例えるならば、ビットコインの取引の際、専用のネットワークに接続することが必要です。

ビットコインの取引が可能なクライアントであれば、そのネットワークに接続した段階で「ノード」とよばれる、取引情報を共有する1つのクライアントとなります。

つまり、そこで自動的に「P2P」の方式が適応されるのです。これがブロックチェーンならではのシステムでしょう。

取引が可能な多数のノード同士が、自動的に専用のネットワーク上で平等に情報を管理することになるのです。

改ざんに強い理由

分散管理

P2Pと聞けば、過去に色々問題となったファイル共有ソフト「Winny」を連想する方が多いかもしれません。つまりセキュリティ的に問題があるとの認識があるが故、「改ざんに強い」なんてイメージが沸かないかと思います。

しかし、それはあくまでも「Winny」を使ったファイルの共有が招いた問題(一部の悪質な方がウイルスデータを公開したり)なので、一概にP2Pのセキュリティが弱いって事には結びつかないのです。

ブロックチェーンでは、前途した通りサーバーを介さないP2P方式であり、大切な情報は各ノードに分散させて持たせます。

これは逆に、「サーバーに対しての攻撃」のリスクが無くなる事につながります。

また、ブロックチェーンは、ひとまとまりのデータに「ハッシュ値」という特殊な文字列が使われています。

仮に一部のノードのデータが改ざんされたとしても、他にたくさんのノードが存在し、それらの「ハッシュ値」と比較することで「データの改ざん」が分かる仕組みになっているので、改ざんに強いと言われているのです。

運用コストが安価による恩恵

手数料が発生しない

これも仮想通貨での話になりますが、ブロックチェーンだと金融機関を通さずとも、直接相手方に送金できます。これは管理している機関が上位に存在せず、「ユーザーそのもの」になるためです。

つまり、「手数料」がかからないんですね。

さらに、名前の通り「仮想通貨」なので、データ上でのお金となります。現金のやりとりのように時間がかかる訳でなく、即時相手に送金できる「リアルタイム性」にも優れているんです。

まとめ

・P2Pの通信方式を利用

・サーバーを介さないのでクライアント間でのやり取りに特化

・分散型台帳技術でクライアント間で同じデータを持ち合う事が可能

・システムダウンの恐れが無い

・データ消失の恐れもない

・分散管理で改ざんに強い

・送金が素早く、手数料が発生しない

今のところ、ブロックチェーンといえば「仮想通貨」のイメージが強いですが、今後は公共サービスやエンタメなど、様々な分野で利用される可能性が高まっています。

間違いなく将来性のある技術ですので、今回記載した初歩的な内容だけでも知っておくと良いと思います。