ブロックチェーンの課題とは？ブロックチェーンの役割と直面する課題

ブロックチェーンを始めたいけれど、今後の課題が気になる方もいらっしゃるのではないでしょうか？
本記事ではブロックチェーンの課題について、以下の点を中心にご紹介します。

• ブロックチェーンが注目されている理由とは
• ブロックチェーンの有用性とは
• ブロックチェーンの今後の課題とは

ブロックチェーンの課題について理解するためにもご参考いただけますと幸いです。
ぜひ最後までお読みください。

ブロックチェーンとは

ブロックチェーンは、デジタル取引の記録をブロックという単位で管理し、これを連鎖的につなげる技術です。ブロックチェーン技術は、金融取引履歴をはじめとしたさまざまなデータの管理に利用されています。特徴的なのは、中央の管理体が存在せず、ネットワーク上の各端末が直接接続される分散型のデータベースとして機能する点です。これにより、取引はオンライン上で利用者間の直接取引として成立します。

暗号技術を駆使して、取引の記録は安全かつ透明に処理・保存されます。ブロックチェーンに参加するすべてのコンピューターが取引の記録や管理を担当するため、データの改ざんや不正アクセスが非常に困難となっています。この分散型の特性が、ブロックチェーンの信頼性や透明性を高める要因となっています。

簡潔に言えば、ブロックチェーンは分散型データ記録プラットフォームであり、中央管理体なしでオンライン上の直接取引を可能にする革新的な技術です。

ブロックチェーンの基本概要

ブロックチェーンの基本概要について以下に解説します。

ブロックチェーンの概念

ブロックチェーンは、ビットコインの基盤技術として登場した分散型のデータベースシステムです。ブロックチェーンの技術は、取引データを「ブロック」という単位で管理し、それらを連鎖的につなげることから、ブロックチェーンと名付けられました。

特徴的なのは、データが中央のサーバーではなく、ネットワーク上の複数のコンピュータに分散して記録される点で、これによりハッキングのリスクが軽減されます。各ブロックには取引データの他に、ハッシュ値という圧縮値が格納されており、これが前のブロックと連鎖的に繋がっています。

この構造により、過去のデータの改ざんは非常に困難となっています。ブロックチェーンは、仮想通貨の取引履歴の記録だけでなく、契約の自動化や商品の流通履歴の追跡など、多岐にわたる応用が考えられています。

ブロックチェーンの歴史

ロックチェーンの歴史は、2008年にサトシ・ナカモトという正体不明の人物が「ビットコイン：P2P 電子通貨システム」という論文を発表したことから始まります。ビットコインの論文は、仮想通貨ビットコインを支える新しい技術、ブロックチェーンについてのものでした。

ビットコインの論文に触発された多くのプログラマーや技術者たちが、ブロックチェーンのコードの開発に取り組みました。そして、2009年にはブロックチェーンの最初のブロックが公開され、ビットコインの取引が始まりました。

サトシ・ナカモトからハル・フィニー氏へのビットコインの送金が、その最初の取引として記録されています。

ブロックチェーンの技術的背景

ブロックチェーンは、分散型のデータベース技術として誕生し、その特性から多岐にわたる分野での利用が進められています。元々は仮想通貨ビットコインの背後にある技術として開発されました。ビットコインのような仮想通貨は、中央の管理者や第三者を介さずに、ユーザー間での直接取引を可能にします。

ユーザー間での取引の正確な記録を保持するためにブロックチェーンが利用されています。ブロックチェーン技術の核心は、データを「ブロック」という単位でチェーンのように連鎖させて管理することです。

各ブロックには取引の情報だけでなく、前のブロックのハッシュ値（一意の識別子）も含まれており、これによってデータの改ざんが極めて困難になっています。現代のビジネス環境では、多くの企業が独自のデータベースを持っており、異なるデータベース間の情報の連携や同期は複雑な課題となっています。ブロックチェーンの導入により、異なるデータベース間でも情報のやり取りがスムーズになり、業務の効率化が期待されています。

さらに、ブロックチェーンは「スマートコントラクト」という自動契約の実行や、製品の生産から消費までの過程を追跡する「トレーサビリティ」の確保など、多様な応用が考えられています。

これらの特性により、ブロックチェーンは金融だけでなく、製造業や流通業など、さまざまな分野での革新的な利用が進められているのです。

ブロックチェーンの効果

ブロックチェーンはどのような効果があるのでしょうか？

ブロックチェーンの高い可用性

ブロックチェーンは、その独特な構造と分散型の性質から高い可用性を持つ技術として知られています。ブロックチェーンの技術はP2P（ピア・ツー・ピア）ネットワークを基盤としており、複数の端末が互いに通信しながらデータを共有・管理します。

このため、一部の端末やサーバーが停止しても、他の端末が正常に動作していればシステム全体としての機能は維持されます。この分散型の特性は、システムのダウンタイムを大幅に減少させる要因となっています。

例えば、停電や災害、ハッキングなどの外部からの攻撃によって特定のサーバーや端末がダウンしても、他の端末が稼働している限り、ブロックチェーンは正常に動作し続けます。これにより、サービスの中断が最小限に抑えられるのです。

また、ブロックチェーンのシステムは高スペックの専用サーバーを必要としないため、運用コストを低く抑えることが可能です。しかし、そのオープン性や管理者の不在、データの不変性などの特性から、セキュリティリスクや処理速度の遅さなどの課題も存在します。

総じて、ブロックチェーンの可用性はその分散型の構造とP2Pネットワークの採用により、従来の中央集権的なシステムよりも高いレベルで確保されています。これにより、多くの産業や分野でのブロックチェーンの採用が進められているのです。

完全性の重要性

ブロックチェーンは、その技術的特性から高い完全性を持つと評価されています。完全性は、ブロックチェーンの情報が改ざんされにくい特性を指します。これは、暗号技術と公開鍵暗号方式を用いて情報を連鎖させ、分散合意アルゴリズムで常に整合性を確認しているためです。

完全性は、データ認証において非常に重要で、ブロックチェーンのデータを変更する場合、新しいブロックの作成とネットワーク内の全デバイスでの検証が必要となります。誤ったデータは無効とされ、使用されることはありません。

この特性は、サイバーセキュリティのリスクが高まる現代において、データの改ざんを防ぐ強力な手段として注目されています。

取引の低コスト化の実例

ブロックチェーン開発のコスト削減のための実例として、オフショア開発が注目されています。オフショア開発は、東南アジアの国々、特にベトナム、インド、中国などのIT企業に開発を依頼する手法です。日本の開発費と比較して20〜80％のコスト削減が期待できます。特にベトナムは、高い技術力を持つエンジニアが多く在籍しており、コストも非常にリーズナブルです。

ラボ型開発は、オフショア開発の中でも特にブロックチェーン開発に適している方法とされています。これは、依頼者のニーズに合わせて専属の開発チームを組成し、柔軟に仕様変更や追加要望に対応できるためです。
この方法を採用することで、ブロックチェーンの開発がスムーズに進行し、コストも大幅に削減できるとされています。

また、ブロックチェーンの運営に関連する業務、例えばコミュニティマネージメントや法務対応なども、アウトソーシングを活用することでコストを抑えることが可能です。専門的な知識や経験を持つ外部の専門家を雇用することで、高品質な業務を達成しつつ、コストを削減できます。

しかし、オフショア開発やアウトソーシングにはリスクも伴います。品質の確保や納期の管理、コミュニケーションの確立など、慎重な取り組みが求められます。そのため、信頼性の高いパートナーの選定や、適切なコミュニケーションの確保が不可欠です。

総じて、ブロックチェーンの開発や運営に関するコストを効果的に削減するためには、オフショア開発やアウトソーシングの活用が有効であるといえます。

しかし、その際には品質や信頼性の確保を最優先とし、リスク管理を徹底することが重要です。

ブロックチェーンの課題

ブロクチェーンの課題にはどんな点があるのでしょうか？

スケーラビリティの問題点

ブロックチェーンの取引量が増加すると、格納する情報の容量も拡大し、それに伴いノードのディスク容量やネットワーク資源、マシンパワーの要求も増大します。これにより、ブロックチェーンネットワークに参加可能なノードが限定され、集中化のリスクが高まる可能性があります。

特に「スケーラビリティ問題」として知られるこの課題は、ブロックの中に書き込める取引データの数が限られているために生じます。データがブロックの容量を超えると、取引の処理速度が低下し、送金遅延などの問題が発生することがあります。

ビットコインはこの問題の典型例として挙げられます。ビットコインのブロックサイズは1MBに制限されており、この制限により処理速度が遅くなることが多々あります。ブロックの容量を超えるデータが増加すると、取引の遅延だけでなく、取引の承認がされない場合も生じる。さらに、高速な取引処理を求める場合、ユーザーは高い取引手数料を支払う必要が出てきます。

このスケーラビリティ問題は、ビットコインが日常の決済手段として普及するための大きな障壁となっています。また、この問題と並ぶビットコインの課題として「51％攻撃」があり、これは一つの集団が過半数のマイニング能力を持つことで、不正な取引を正当化するリスクが生じるものです。

総じて、ブロックチェーン技術の普及とともに、スケーラビリティ問題の解決は急募の課題となっており、その解決が今後のブロックチェーン技術の発展に大きく寄与すると考えられます。

セキュリティの問題

ブロックチェーン技術は、その耐改ざん性や耐障害性から「セキュリティが高い」との評価を受けています。しかし、これはブロックチェーンが「セキュリティの万能薬」であるという誤解を生む可能性があります。実際には、ブロックチェーンも完璧なセキュリティを持つわけではなく、特定の脆弱性やリスクが存在します。主なセキュリティ課題としては、「51％問題」と「秘密鍵流出問題」が挙げられます。

51％問題は、あるノードがネットワークの過半数以上の計算能力を持つと、そのノードがネットワークを支配するリスクが生じるものです。これにより、不正な取引の承認や二重支払いなどの攻撃が可能となります。

一方、秘密鍵流出問題は、ブロックチェーンの取引を承認するための「秘密鍵」が第三者に盗まれるリスクを指します。

この鍵が流出すると、その鍵を持つ者が不正に取引を行うことが可能となります。また、ブロックチェーンのセキュリティは、システムの「結節点」やヒューマンエラーによる脆弱性にも影響されることが指摘されています。

例えば、取引所などの結節点でのハッキングや、コーディングのバグなどがセキュリティリスクとして存在します。総じて、ブロックチェーンは高いセキュリティを持つ技術であるものの、その運用や管理には十分な注意が必要であり、絶対的な安全性は保証されないという認識が必要です。

解決策と今後の展望

ブロックチェーンは、未成熟な技術として多くの課題を抱えていますが、その解決策としていくつかのアプローチが考えられています。まず、政府はデジタル社会のビジョンを示し、研究開発を進めるべきです。

また、政府はブロックチェーンの導入を実践し、イノベーションを進めやすい環境を整備する必要があります。民間企業も、システムのオープン化や標準化を推進し、新しいビジネスモデルを構築するべきです。

スケーラビリティ問題の解決策として、ブロックの容量拡大や取引データの縮小、ブロック生成時間の短縮、外部での取引などが提案されています。しかし、これらの方法にはそれぞれ弊害が存在します。例えば、ブロックの容量拡大はマイナーの寡占化や「51%攻撃」のリスクを増加させる可能性があります。取引データの縮小化は、Segwitというデータ圧縮技術を用いることで実現されることが多いです。

ブロック生成時間の短縮は、ブロックチェーンの分岐や二重支払いのリスクを増加させる可能性があります。外部での取引に関しては、ライトニングネットワークやサイドチェーンといった手法が考えられていますが、セキュリティ面での課題が残っています。総じて、ブロックチェーンの普及にはスケーラビリティ問題の根本的な解決が必要であり、そのための多角的なアプローチと継続的な研究が求められるでしょう。

ブロックチェーンの実用例

実際にブロックチェーンはどの様に活用されているのでしょうか？以下に3つ紹介します。

金融業界での利用

ブロックチェーン技術は、金融業界において多岐にわたる革命的な利用が進められています。証券取引所では、取引後の処理、いわゆるポスト・トレード処理の効率化のための実証実験が行われています。例としてエストニアのファンダービーム社は、ブロックチェーンを活用してスタートアップの資金調達とその流動化を実現するビジネスモデルを展開しています。

現代の金融機関は、ブロックチェーン技術の進展により、デジタル資産領域への参入が容易になっています。これにより、銀行や資産管理会社は、従来の投資方法からデジタル資産への投資まで、多様なオプションを一つのプラットフォームから提供できるようになりました。

デジタルアセットの利用は、新しい顧客層の獲得や新たな投資機会の提供を可能にしています。今後、デジタル資産を活用した金融商品の需要は増加すると予想され、金融機関はこれらの資産をスムーズに統合し、顧客に提供することが求められるでしょう。

サプライチェーンでの活用

サプライチェーンは、原材料の調達から製品の販売に至る一連のプロセスを指し、その効率的な管理がサプライチェーン・マネージメントとして重要視されています。ブロックチェーン技術の導入は、このサプライチェーンの透明性と効率を大きく向上させる可能性を秘めています。ブロックチェーンを活用することで、部品や原材料の出所をリアルタイムで追跡・確認することが可能となり、不良品や問題が発生した際の迅速な対応が期待できます。
例えば、不良品が発見された場合、その原因となる部品の製造元や供給元を即座に特定し、問題の解決を迅速に進められます。

また、現行のサプライチェーンには、紙ベースの事務処理や非効率な物流による環境負荷、資源の無駄利用、出所不明の部品の使用などの課題が存在します。これらの問題は、企業の国際競争力低下や投資家からの評価低下を招くリスクとなっています。
ブロックチェーンの導入は、これらの課題を解決し、業務の効率化、コスト削減、環境への負荷軽減などのメリットをもたらします。特に、SDGsやESGの目標達成に向けた取り組みとして、ブロックチェーンの活用は大きな期待が寄せられています。

総じて、ブロックチェーン技術は、サプライチェーンの透明性向上、効率化、そして持続可能な経済活動の実現に向けて、強力なツールとしての役割を果たすことが期待されています。

その他導入事例

ブロックチェーン技術の導入は、多岐にわたる分野で進行中です。近年、実証実験の質が向上し、本番環境での運用を目指す大手事業者が増加しています。特に、商流管理やデジタルIDの認証、トレーサビリティ、NFTなど、非金融領域でのブロックチェーンの活用が注目されています。

通貨の流通・管理: ブロックチェーンは暗号通貨の発行・管理に利用され、三菱UFJフィナンシャル・グループは「coin」というデジタル通貨の実用化を目指しています。また、西粟倉村は地域活性化のための「西粟倉村コイン」を発行し、ICOによる資金調達を行っています。

スマートコントラクト: 取引内容をブロックチェーン上にプログラムすることで、仲介者なしの自動契約が可能。GA technologiesは不動産デジタルプラットフォームを構築しています。

トレーサビリティ: ブロックチェーンを利用して製品情報の追跡が可能。ウォルマートは食品のトレーサビリティを実現し、LVMHは高級ブランド品の真贋確認にブロックチェーンを活用しています。

権利・資産の管理: スタートバーンはアート作品の流通・評価インフラを提供し、ソニーは著作物の権利情報処理にブロックチェーンを利用しています。

本人確認・身分証明: ブロックチェーンでのID管理により、個人情報の漏洩リスクが低減。ID2020プロジェクトやソフトバンクの取り組みが進行中です。

これらの導入事例から、ブロックチェーン技術が多様な分野での課題解決や効率化に寄与していることが確認できます。

ブロックチェーンの課題に関してよくある質問

ブロックチェーンに関するよくある質問を以下に紹介します。

ブロックチェーンは本当に安全なのですか？

ブロックチェーン技術は、その耐障害性と耐改ざん性から多くの注目を集めていますが、そのセキュリティは万能ではありません。ブロックチェーン自体は堅牢であるものの、その運用や結節点、特に暗号資産取引所などがセキュリティの脆弱点となることがあります。ハッカーはこれらの結節点をターゲットに攻撃を仕掛け、暗号資産を不正に取得するケースが報告されています。

セキュリティのリスク管理としては、「結節点」の識別と保護が重要です。ブロックチェーンが他のシステムや人間の操作に接続されるポイントを強化し、セキュリティを確保する必要があります。専用のハードウェアや技術を用いて、これらの脆弱なポイントを保護するアプローチが求められます。

ブロックチェーンの普及にはどれくらいの時間がかかりますか？

国内のブロックチェーン活用サービス市場は急速に成長しています。2019年度の市場規模は171億8000万円で、大手企業がブロックチェーンの特性を学ぶ初期段階にありました。しかし、2021年度には783億3000万円に拡大し、大手企業を中心に普及が進んでいます。さらに、2025年度には7247億6000万円に達すると予測されており、中堅企業でもブロックチェーンの普及が進む見込みです。

実証実験の段階も「お試し」から効果検証へとシフトしており、本番環境での運用を想定した検証が増加しています。特に、商流管理やデジタルIDの認証、NFTの活用が注目されています。
ブロックチェーンの強みを活かしたトレーサビリティや認証の領域での取り組みが増え、NFTもゲーム業界やスポーツの領域での普及が進んでいます。短期的には大手企業を中心に普及が進む一方、中期的には中堅企業も含めた幅広い普及が予測されています。
ブロックチェーン技術の可能性が多岐にわたり、その活用範囲が拡大していることが伺えます。

ブロックチェーンに将来性はありますか？

ブロックチェーンとその応用は未来の金融業界において中心的な役割を果たすとされています。ステーブルコインやデジタルユーロのようなデジタル資産の出現により、金融サービスの提供方法や利益構造が変わりつつあります。
銀行やウェルスマネージャーは、この変革の波に乗り遅れないよう、ブロックチェーンがもたらす新しい機会をしっかりと捉えていく必要があります。技術者、特にWebエンジニアにとっても、ブロックチェーンは大きなキャリアのチャンスを持っています。
今後10年はこの技術のさらなる発展と普及が予想される中、ブロックチェーンの知識やスキルを持つことは、市場価値の向上や多様なプロジェクトへの参加チャンスをもたらすでしょう。

ブロックチェーンの課題についてまとめ

ここまでブロックチェーンの課題についてお伝えしてきました。ブロックチェーンの課題の要点をまとめると以下の通りです。

• ブロックチェーンは、分散型データ記録プラットフォームであり、中央管理体なしでオンライン上の直接取引を可能にすることに注目されている
• ブロックチェーンの有用性は、システムが高スペックの専用サーバーを必要としないため、運用コストを低く抑えることが可能である
• ブロックチェーンの今後の課題は、セキュリティに特定の脆弱性やリスクが存在することである

これらの情報が少しでも皆様のお役に立てば幸いです。
最後までお読みいただき有り難うございました。

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