ビットコインブロックチェーンは、ビットコイン（BTC）とブロックチェーンの融合です。中本聡として知られる個人または人々のグループは、中央集権化されたエンティティが世界に失敗したときにお金の制御を分散化するために、2008年にビットコインプロトコルを作成しました。ビットコインホワイトペーパーと呼ばれる出版物は、新しいタイプの分散データベースであるブロックチェーンを決定する一連の計算ルールの概要を説明しました。ネットワークは2009年1月に開始されました。
最もよく知られている暗号通貨であるビットコインは、ブロックチェーンテクノロジーが作成されたものです。米ドルと同様に、暗号通貨は、暗号化技術を使用して通貨単位の確立を監視し、金融移転を検証するデジタル交換手段です。
ビットコインブロックチェーンとは、情報の「ブロック」に保存されたデータを指し、その後、永続的な「チェーン」でリンクされます。ブロックは、特定の期間のビットコイントランザクションのコレクションです。ブロックのスタックは互いに積み重ねられており、新しいブロックはそれぞれ前のブロックに依存しています。その結果、ブロックのチェーンが形成され、「ブロックチェーン」という言葉が生まれます。
新しいブロックが追加されるたびに、前のブロックは変更できなくなります。これにより、各ブロックが時間の経過とともにより安全になります。これは、ビットコインテクノロジーが銀行や金融取引の方法をどのように変えているかの一例です。
ただし、ビットコインブロックチェーンは暗号通貨以上のものです。ビットコインを含むほとんどの暗号通貨が構築されているテクノロジーです。ビットコインブロックチェーンは、すべてのトランザクションが正確であることを保証するため、ユニークです。ブロックチェーン内のすべてのアクションが記録され、ネットワークから除外されるものはありません。アクションが記録され、情報ブロックの1つに保存されると、タイムスタンプが付けられて保護され、システム内の誰もがレコード全体を利用できるようになります。
ビットコインブロックチェーンも分散化されています。つまり、1台のマスターコンピューターに保存されたり、1つの会社によって制御されたりすることはありません。ネットワーク内にある多くのコンピューターに配布されています。
ビットコインブロックチェーンには、ハッシュと呼ばれるコードがあります。ハッシュは、ブロックチェーン内の各ブロックに固有です。すべてのブロックには独自のハッシュと前のブロックのハッシュがあるため、ハッシュを使用すると、すべてのネットワークユーザーが各ブロックを識別し、チェーン内を移動するように指示できます。
後者を念頭に置いて、ブロックチェーンの重要な部分には、レコード、ブロック、ハッシュ、チェーンが含まれます。ブロックレコードとトランザクションレコードは、ブロックチェーン内の2種類のレコードです。ブロックには、前のブロックにまだ記録されていない最新のビットコイントランザクションが含まれています。トランザクションレコードには、すべてのノードで数秒で記録、承認、決済される資産、価格、所有権のデータが含まれます。
本質的に、ハッシュはブロックチェーンネットワーク内の任意の長さの入力データを変換した後に生成される固定長の文字列です。ブロックは元帳またはレコードブックのページに似ており、チェーンはネットワークで相互にリンクされたブロック。
ブロックチェーンテクノロジーのアイデアは、1991年にStuartHaberとW.ScottStornettaの論文「HowtoTime-Stamp aDigitalDocument」で紹介されました。このホワイトペーパーでは、情報を安全に記録するためのタイムスタンプの連続チェーンの使用について説明しました。
ビットコインは、主にビットコイン暗号通貨の交換を容易にするために作成されました。しかし、初期の採用者と発明者は、それがはるかに大きな可能性を秘めていることをすぐに発見しました。これを念頭に置いて、彼らはトークンの動きに関するデータ以上のものを保存するようにビットコインのブロックチェーンを設計しました。
ビットコインテクノロジーはピアツーピア（P2P）トランザクションを使用しており、銀行や第三者が各金融の動きを管理しなくても機能することができます。これにより、金融機関を経由せずに、ある当事者から別の当事者にオンライン支払いを直接送信できます。
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ピアツーピアという用語は、ネットワークの一部であるコンピューターが互いに同等であり、「特別な」ノードがなく、すべてのノードがネットワークサービスを提供する負担を共有することを意味します。 。これは、プロトコルを実行する何千ものビットコインノードで構成されています。プロトコルは、ブロックチェーンを確立して保護する責任があります。
ユーザーのデータはユーザーがやり取りしている個人またはエンティティに関連しており、分散ネットワークの稼働を維持する責任があるため、ピアツーピアネットワークの形成が可能です。次に、個人またはエンティティに関する情報が、ビットコインウォレットから場所とIPアドレスに渡されます。これは、ピアツーピアのビットコインの相互作用を表します。
ビットコインは、金融サービスを分散化する動きとともに、デジタルで信頼できない形のお金を表しています。ビットコインの前は、信頼できる第三者が元帳（会社または個人の財務データの記録管理システム）を保持して、誰がどれだけ所有しているかを記録する必要がありました。誰もがビットコインネットワークでこの元帳のコピーを持っているので、サードパーティは必要ありません。
すべてのビットコイントランザクションは、ビットコインマイニングとハッシュ発電が行われるデジタル空間であるビットコインブロックチェーンネットワークで行われます。ハッシュパワーは、さまざまなハッシュアルゴリズムを実行および解決するために、コンピューターまたはハードウェアによって使用される処理能力です。これらのアルゴリズムは、新しい暗号通貨を作成し、それらが互いに取引できるようにするために使用されます。このプロセスはマイニングと呼ばれます。
通常、ビットコインの所有者は、ビットコインや他の暗号通貨の取引を容易にするプラットフォームである暗号通貨取引所を通じて暗号通貨の供給を購入します。分散型元帳は、ブロックチェーンネットワークを構成するものです。後者は、ビットコインがソフトウェアの一部であり、参加者がさまざまなタスクを実行する一連のプロセスであることを示しています。
ブロックチェーンは、ブロックチェーンのコンピュータシステムのネットワーク全体に分散された重複トランザクションのデジタル元帳です。チェーンの各ブロックには複数のトランザクションが含まれており、ブロックチェーンで新しいトランザクションが発生するたびに、そのトランザクションのレコードが各参加者の元帳に追加されます。
この分散型データベースは、分散型台帳テクノロジー（DLT）と呼ばれるテクノロジーを使用して複数の参加者によって管理されています。ブロックチェーンは、ハッシュと呼ばれる不変の暗号署名を使用してトランザクションが記録されるDLTの一種です。次に、トランザクションはブロックに編成されます。新しい各ブロックには、前のブロックのハッシュが含まれ、それらを効果的にチェーンします。そのため、分散型台帳は一般にブロックチェーンと呼ばれます。
ブロックチェーンは元帳として機能し、すべてのビットコイントランザクションを追跡し、自己検証します。つまり、ノードのネットワーク全体（ネットワークに参加しているさまざまなコンピューター）がすべての動きを常にチェックして保護します。ここで「マイナー」がゲームに登場します。彼らのコンピューターはチェーンを維持するという重労働を行い、したがって報酬としてビットコインを受け取ります。これらのルールは、まとめてビットコインプロトコルです。
ビットコインマイナーとは、複雑な数学の問題を解決してコインを鋳造する高性能コンピューターを指します。マイナーは、すべてのトランザクションを検証し、悪意のあるアクターをブロックするネットワーク専用のマシンです。ビットコインマイナーは、可能な限り多くのトランザクションをブロックにコンパイルしてから、ブロックを検証し、数学的な方法を使用して前のブロックのチェーンに追加します。ネットワークにコンピューティングパワーを提供するために、鉱夫は新しく造られたビットコインで支払われます。
ブロックチェーンは、コンピュータシステムに電子的に保存された情報のコレクションであるデータベースの一種です。データベース、情報、またはデータに保持されるものは、通常、情報の検索とフィルタリングを容易にするテーブル形式で構造化されています。データベースは、多くのユーザーがいつでも簡単かつ迅速にアクセス、フィルタリング、編集できる大量の情報を格納するように設計されています。
これを行うために、大規模なデータベースには、強力なコンピューターで構成されたサーバー上のデータが格納されています。これらのサーバーは、数百台のコンピューターを使用して構築できます。どうして？多くのユーザーがデータベースに同時にアクセスするために必要な計算ストレージと電力を確保するため。これは、データベース、たとえばストレージクラウドのようなドライブとの違いでもあります。
このシステムは、分散型システムに実装すると不可逆的なデータのチェーンラインを作成するため、すべてのブロックチェーンがより複雑なデータベースであることを意味します。 1つのブロックがいっぱいになると、それは変更できず、タイムラインの一部になります。したがって、チェーンの各ブロックは、チェーンに追加されたときに正確なタイムスタンプを持ちます。
したがって、ブロックチェーンの目標は、デジタル情報を記録および配布できるようにすることですが、編集することはできません。それ自体がデータベースではないのはそのためです。それが満たされ、連鎖されると、誰もそれを変更することはできません。ビットコインテクノロジーの登場により、ブロックチェーンは最初の実際のアプリケーションを持っていました。
ブロックチェーンネットワークを使用すると、多くの利点があります。まず、チェーンの精度。ブロックチェーンの一部であるトランザクションは、数千台のコンピューターによって承認される必要があります。これにより、検証への人間の関与がすべて排除されます。つまり、人的エラーが少なくなり、情報の記録がより正確になります。
しかし、ネットワーク内のコンピューターの1つが計算ミスを犯した場合はどうなるでしょうか？エラーは、ブロックチェーンの1つのコピーにのみ発生します。それが広がるためには、ネットワークの少なくとも51％が同じ間違いを犯す必要がありますが、これはほとんどありません。
もう1つの利点は、ブロックチェーンによってサードパーティのベリファイアが不要になることです。ビットコインネットワークのメンバーなら誰でも、いつでもブロックチェーンをチェックして検証できます。
ブロックチェーンデータは分散化されています。つまり、中央の場所に保存されるのではなく、コピーされて、コンピューターの広大なネットワーク全体に分散されます。これにより、たとえばキッカーがデータを完全に侵害するにはすべてのネットワークにアクセスする必要があるため、データを改ざんすることは非常に困難になります。
最後に、ブロックチェーンの重要な部分は、インターネットに接続している人なら誰でもネットワークのトランザクション履歴のリストを表示してトランザクションの詳細にアクセスできますが、ユーザーの識別情報には誰もアクセスできないということです。それらの取引を行っています。また、トランザクションが記録されるたびに、ネットワークによって検証されます。つまり、トランザクションを構成する何千ものコンピューターが、購入の詳細が正しいかどうかを確認します。
ブロックチェーンは、100％分散化されており、トランザクションの検証に数千台のコンピューターに依存しているため、従来の銀行とはまったく異なる動作をします。これは、24時間年中無休で稼働していることを意味します。すべてのビットコインブロックチェーンの最も重要な利点は、その透明性です。これは、ブロックチェーンがビットコインネットワークで行われるすべてのトランザクションのパブリック元帳として機能するためです。
その他の違いは、ネットワークの輻輳に応じて、トランザクションの速度が15分から1時間以上になることです。カード支払いと小切手によるデポジットには24時間から72時間かかる場合があります。
ビットコインブロックチェーンの料金は変動し、通常は0ドルから50ドルの範囲です。料金は送金金額とは関係ありませんが、現在のネットワークの状況や取引のデータサイズによって決まります。ビットコインブロックチェーン上のブロックは1メガバイト（MB）のデータしか保持できないため、1つのブロックに含まれるトランザクションの数は制限されています。
もう1つの違いは、取引の方法にあります。ブロックチェーンを使用すると、インターネットに接続している人なら誰でも送金できますが、銀行では、アカウント、携帯電話、またはコンピューターが必要です。
これらすべての違いにより、ブロックチェーンテクノロジーは、従来の金融や銀行業界を大きく混乱させています。これらは改ざん防止と分散型の固定チェーンであり、コストを削減するだけでなく、ユーザーが権限を与えられて安全であると感じることができる透過的なネットワークを作成します。
ブロックチェーンには、他のすべてと同様に多くの利点がありますが、欠点もあります。 1つ目は、ネットワーク上にユーザーが多すぎると、ブロックチェーンの速度が低下する可能性があることです。また、コンセンサスの作業方法のため、スケーリングが困難です。
もう1つの制限は、ブロックチェーン内のデータが不変であるということです。一度書き込まれると、前のブロックに戻って変更することはできません。一部の人は、それを自己保守を必要とする模倣と見なす場合があります。つまり、ユーザーは自分のウォレットを保守する必要があります。そうしないと、アクセスできなくなる可能性があります。
大きな制限は、ブロックチェーンテクノロジーがまだ成熟していないことです。また、他のブロックチェーンや他の金融システムとの相互運用性を提供せず、レガシーシステムに統合するのは困難です。
ライトニングネットワーク（LN）を使用すると、参加者はデジタルウォレットを使用して無料でBTCを相互に転送できます。 2番目のレイヤーがビットコインネットワークに追加され、ブロックチェーン外の当事者間のトランザクションを可能にします。これはオフチェーントランザクションと呼ばれます。 2番目のレイヤーは、元のブロックチェーンの分散化機能やセキュリティ機能を損なうことなくスループットを向上させます。
Lightning Networkは、分散データベース内の2人のユーザー間に支払いチャネルを作成し、他のすべてのユーザーが情報を受信せずに相互に取引できるようにして、オフチェーントランザクションを定義します。
トランザクション処理を高速化し、ビットコインブロックチェーンの関連コストを削減するように設計されているため、暗号通貨の世界ではゲームチェンジャーと見なされています。それは2015年に考案され、さらに開発され、活性化されています。
ただし、研究者は、ライトニングネットワークが成長するにつれて、攻撃者にとってより魅力的な標的になると警告しています。ユーザーが注意を怠ると、開発中の決済ネットワーク上のビットコインが盗まれる可能性があり、将来的に資産の安全性を確保するのが困難になる可能性があります。
エルサレムのヘブライ大学の専門家によると、現在ビットコインで約900万ドルであるライトニングネットワークの支払いチャネルに現在ロックされているビットコインは、攻撃者によって略奪される可能性があります。この欠陥は深刻になる可能性がありますが、研究者たちは長期的には修正可能であると楽観視しています。
分離された証人、またはSegWitは、ビットコインがブロックチェーンでトランザクションデータを維持する方法のプロセス変更を指します。分離とは分離することを意味し、証人はトランザクションの署名です。これは、ビットコインのブロックチェーンにデータを保存する方法を更新するために作成されました。これにより、ネットワークは1つのブロックでより多くのトランザクションを保持できるようになり、トランザクションのスループットが向上します。 SegWitは、2015年にアップデートのコードがリリースされた後、2017年8月にビットコインでアクティブになりました。
SegWitは、ビットコイントランザクションから署名データを削除することにより、ブロックチェーンのブロックサイズ制限を増やします。トランザクションの一部が削除されると、スペースが解放され、チェーンにトランザクションを追加する容量も解放されます。
SegWitは、ビットコインのトランザクション処理速度を向上させるだけでなく、ノードがネットワーク上のトランザクション可鍛性問題（TXID）を改ざんできるようにするプロトコルの弱点も解決しました。 Segwitは、ブロックの入力フィールドから「署名データ」または「証人データ」と呼ばれるものを削除することで、ブロックに収まる可能性のあるトランザクションの数を増やし、トランザクションの可鍛性の欠陥を修正しました。
ビットコインネットワークでは、2017年8月にSegWitアップデートがソフトフォークとして導入されました。ソフトフォークは、アップグレードされたノードがアップグレードされていないノードと通信できるようにする下位互換性のあるアップデートです。ソフトフォークには通常、既存のルールと競合しない新しいルールが含まれています。ただし、ノードの運用コストが高いため（特に開発途上国で）、アップグレードは2017年11月8日に保留されました。
ビットコインコアの開発者であるグレゴリーマクスウェルは、2018年1月にTaprootの改善を提案しました。鉱夫からのサポート信号で採掘されたブロックの90％基準は、3年後の2021年6月12日に満たされました。 2週間の期間中にマイニングされた2,016ブロックには、アップグレードのサポートを示すために、マイナーによってエンコードされたデータがいくつか残されていました。
Taprootは、ビットコインのスクリプトを改善してプライバシーを強化し、ネットワーク上の匿名性を高めるソフトフォークです。ユーザーがTaprootを使用しない場合、誰でもトランザクションを検出できます。 Taprootを使用すると、トランザクションを「クローク」できます。 Taprootは、ビットコインスクリプトが実行されたことを隠すことさえ可能にします。 2020年10月の時点で、Taprootはビットコインコアライブラリと統合されています。
ネットワークに対する最も重要な変更の1つは、ビットコインの現在の楕円曲線デジタル署名技術（ECDSA）の代わりにSchnorr署名を使用することです。 ECDSA技術は、ランダムに生成された秘密鍵から公開鍵を生成するため、ビットコインアドレスまたは公開鍵から秘密鍵を判別することはできません。さらに、Schnorr署名は、トランザクションをより速く、より小さくすることにより、ビットコインネットワーク上のスペースと帯域幅を解放します。
離散対数コントラクト（DLC）を許可することにより、Schnorr署名は、ビットコインブロックチェーン上の複雑なスマートコントラクトを簡素化するのに役立ちます。 DLCは、スマートコントラクトの実装をビットコインに追加する提案であり、シンプルで安全で使いやすいブロックチェーンオラクルの確立を可能にします。
また、ビットコインネットワークでの即時取引を可能にするライトニングネットワークなどのレイヤー2支払いチャネルのスケーリングにも役立つ場合があります。