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Sorry, this entry is only available in 日本語. 前回の記事で、 ブロックチェーンは３つの暗号技術を用いて不正を防いでいると説明しましたね。 参考：ブロックチェーンの不正を防ぐ3つの暗号技術 今回はその暗号技術を用いてブロックチェーン構造 がどのような構造になっているかを説明します。この記事を読めばきっとブロックチェーンという名称の由来がわかるでしょう。 １．仮想通貨はただのデータにすぎない  ブロックチェーンの構造を説明する前に、仮想通貨について触れたいと思います。本来、仮想通貨はただのデータに過ぎません。あなたが仮想通貨を誰かに送金するとき、「×時△分、○○にいくら払いました。」と台帳に記録されるだけで、その通貨は目に見えるものでも触れられるものでもありません。 このように、仮想通貨は台帳上の記録に過ぎないものですが、みんなが価値があると思うから通貨になりました。しかし、仮想通貨のようなデータが通貨として認められるためには必要な条件があります。 ”データが通貨として成り立つための３条件 送信者が誰か特定できる。 送信内容が途中で改ざんされない。 送信者が後で自分が送信したことを否定できない。 引用元：玉蔵（2017）『社会を根底から変えるシェアリングエコノミーの衝撃！仮想通貨ブロックチェーン＆プログラミング入門』株式会社ヒカルランド”  ブロックチェーン はその構造によって、３つの条件を満たすことができます。 ２．台帳が改ざんされないためのブロックチェーンの構造 （１）ブロックには前の取引情報も含まれる ブロックチェーン は前回の取引情報が次の取引情報に含まれる構造になっています。では、一郎さんからまい子さんへ送金する場合の取引記録を見てみましょう。 下記は一郎さんからまい子さんに渡されるブロックの中に含まれるものです。 前回までの取引記録のハッシュ値 取引内容「一郎⇒まい子　３ＢＴＣ」 まい子の公開鍵 一郎の署名 このように取引記録がひとつのブロックとしてまとめられて、次の取引に鎖状につながっていくことがブロックチェーンという名称の由来です。では、なぜ前回の取引記録まで次のブロックに送られるのでしょうか？ それは、ひとつのコインを改ざんして2人に送るといった「二重支払い」を防ぐためです。前回の取引記録をブロックに含めることによって、コインががどこからきたものなのかを明確にすることができます。これにより存在しないコインが送金されることを防いでいます。 これは二重支払いのような改ざんが起こってもすぐに分かるしくみです。ブロックBが改ざんされてブロックB’が作られたとしても、後に続くB’以降の全てのブロックのハッシュ値が全く違うものになる為、改ざんされてもすぐに分かるような構造になっています。 （２）改ざんを難しくするナンスの役割 それでは改ざんしたブロック以降を全て書き換えれば良いのでは？と思うでしょう。しかし、それを阻止する仕組みが存在します。それは、ナンスと呼ばれています。まず、実際の取引に使われているブロックのハッシュ値を見てましょう。 ここであることに気づきませんか？ ハッシュ値の先頭は０が並んでいますね。本来、ハッシュ化した場合、ランダムな数字が並ぶためこのようなことは起こりません。これは０が並ぶように意図的にデータに何らかの文字列を足しているのです。ここで足される文字列がナンスです。 上の図のように、ブロックをハッシュ化する際、ハッシュ値に０が並ぶまで何度もナンスの文字列を変えて計算を繰り返します。 このように適当なナンスを見つける作業をマイニングといいます。ナンスを見つけた人には台帳に書き込む権利が与えられ、報酬として12.5BTC（※）もらえる仕組みになっています。 ちなみに、マイニング（mining）の由来は、計算処理の報酬として仮想通貨が支払われることが、鉱山から金や銀を採掘するイメージと似ている為です。 マイニングはとても大変な作業ですが、報酬を得るために世界中で計算機を回して行われています。そして、ビットコインはこのマイニングからしか生まれないようになっています。マイニングはビットコインをはじめとする様々な通貨で採用されている方法です。 2019/9/5現在　1BTC＝約110万円のため12.5BTC＝約1400万円 （3）一番長いものが正式なブロックになる...

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Sorry, this entry is only available in 日本語. 前回の記事で ブロックチェーン はネットワークにいる全員で台帳を共有していると言いましたね。 参考：中学生でもわかる！ブロックチェーンの仕組み それでは「悪い人が誰かの台帳にアクセスして書き換えることができるのでは？」と疑問に思う方もいるでしょう。もちろん ブロックチェーン にはデータの不正利用を防ぐ仕組みがあります。今回は不正を防ぐための３つの暗号技術について初心者にも分かりやすく説明します。 １．特定の人にしか見られないようにする暗号技術：公開鍵暗号化方式  ブロックチェーン に用いられる１つ目の暗号技術は公開鍵暗号化方式です。この技術によって、データを盗み見られたり、書き換えられたりすることを防いでいます。鍵による暗号化は共通鍵と公開鍵があります。 ブロックチェーン に用いられている公開鍵暗号化方式をより理解するために、まずは従来の方式である共通鍵暗号化について説明します。 共通鍵暗号化方式は二人が共通の鍵を持っていて、データを暗号化、復号化する方法です。これは、データを送りたい相手に事前に共通鍵を渡しておく必要があるのですが、どうやって共通鍵を渡すかが難しい点です。 情報が漏洩しやすいインターネット上で共通鍵を渡すことは危険であるため、厳重に管理されたルートで相手に渡す必要があります。また、第三者に共通鍵が流出した場合、簡単にデータを開封されてしまいます。このような鍵配送問題を解決したのが公開鍵暗号化方式です。 公開鍵暗号化方式の最大の特徴は暗号化するための鍵と復号化するための鍵が異なるということです。受信者はあらかじめ暗号化用の鍵を送信者に渡しておきます（相手に渡すため公開鍵と言われています）。 そして、暗号化された情報を復号化するための鍵は自分だけが持っておきます（自分だけが持っておくので秘密鍵と言われています）。 そして、送信者は事前に渡された公開鍵でデータを暗号化しておくります。この場合、もしデータが盗まれたとしても秘密鍵がなければ第三者は暗号文を読みとくことができません。 このデータを読むことが出来るのは秘密鍵を持っている受信者のみです。公開鍵暗号化方式は共通鍵暗号化方式の鍵配送問題を解決した暗号方式であり、情報漏洩を防ぐことができます。 しかし、注意すべき点は秘密鍵の管理です。秘密鍵が流出すると情報を盗まれる可能性があるため、秘密鍵の管理は慎重に行う必要があります。 ２．本人を証明するためのしくみ：電子署名 ブロックチェーンに用いられる２つ目の暗号技術は電子署名です。これは紙の文書におけるサインの役割を果たすもので、ネット上のなりすまし対策のために作られました。 電子署名は上記で説明した秘密鍵と公開鍵を利用していますが、注意すべき点は、電子署名と公開鍵暗号方式では鍵の役割が違うことです。 ＜公開鍵暗号方式＞ 秘密鍵：暗号文を復号化する。開鍵：平文を暗号化する ＜電子署名＞ 秘密鍵：平文に署名をする　公開鍵：署名が正しいか検証する では、電子署名は具体的にどのようにして行われるのでしょうか？メールを例にして説明します。 まず、一郎さんはまい子さんにメールを送るとき、通常のメッセージ（平文）と同時に、秘密鍵によって暗号化したメッセージ（暗号文）も同時に送ります。この過程で、送信するデータを秘密鍵を用いて暗号化することを電子署名といいます。 暗号化されたメッセージを受け取ったまい子さんは、誰の公開鍵で読めるか試してみます。すると、太郎さんの公開鍵で暗号文を読むことができました。さらに、解いた暗号文と平文を比べると一致していました。 こうして、確かに一郎さん本人からのメールだということが分かりました。このように、電子署名を用いると本人が送ったことを証明することができます。 ３．データを瞬時に照合できるしくみ：ハッシュ関数 ブロックチェーンに用いられる３つ目の暗号技術はハッシュ関数です。ハッシュ関数とは、どんな値を入力しても２５６ビットの長さの文字列が出てくる関数のことです。 どんなに長いまたは短い文字列を入力しても、一定の長さのハッシュ値が出てきます。また、入力値が一文字違うだけで、全く異なる文字列がでてきます。 ハッシュ関数の重要な特徴は一方向性です。データをハッシュ化するのは簡単ですが、ハッシュ化された結果から元のデータを推測することは不可能となっています。では、ハッシュ関数はどのように活用されているのでしょうか？ 例えば、オンラインで音楽ファイルなどのデータをダウンロードするときにハッシュ関数が役に立ちます。ダウンロード中にデータが破損する可能性がありますが、ダウンロード後に膨大なデータを隅々までチェックして破損しているかどうか調べるのは大変な作業です。 その際、ダウンロードしたデータのハッシュ値と、ダウンロード元のサイトに載っているハッシュ値を比較します。比較した結果、２つのハッシュ値が一致していれば、正常にダウンロードされたことが確認できます。...