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ビットコイン技術の理解：台帳とブロックチェーン

PDS•Trending•2024年12年7日•(0)

ビットコインは本質的に取引情報であり、物理的またはデジタルな「コイン」は存在しません。その代わり、ビットコインはブロックチェーンと呼ばれる特殊なデータベース上のエントリとして存在します。これは伝統的通貨の90％以上がデジタル記録のみで存在し、例えば米ドルは約10％しか物理的な現金として存在しない状況と似ています。

ビットコイン・ブロックチェーンの主な特徴：

分散と非中央集権
- 台帳は世界中の数千台のコンピュータ（ノード）で保管されている
- 中央サーバーのないピア・ツー・ピア型ネットワーク構造
- ノードは自由に参加・離脱でき、ネットワークは自動的に適応
- 100以上の国で運用され、政府による制御に耐性がある
- ノード数はビットコインの価格に応じて変動（価格上昇時にノード増加）
不変的なチェーン構造
- トランザクションは約10分ごとに「ブロック」にまとめられる
- 各ブロックには以下が含まれる：
  - 新規トランザクションのリスト
  - 前ブロックの暗号学的ハッシュ
  - ブロック自身の内容物を示すハッシュ
- ブロックはこれらのハッシュを介して「チェーン状」に連結される
- いずれかのトランザクションを変更すればハッシュの連鎖は崩れる
- ブロックチェーンをハッキングするには：
  - 対象ブロックを改変
  - 後続すべてのブロックハッシュを再計算
  - 数千のノードに変更を受け入れさせる
  - 新ブロックが追加されるよりも早くこれを実行
  - これは計算上不可能！

ビットコインを支える暗号技術

ビットコインは公開鍵暗号を巧みに活用しています：

鍵の生成と関係性
- すべては秘密鍵から始まる
- 秘密鍵から公開鍵を生成
- 公開鍵からビットコインアドレスを生成
- これら3つは数学的に関連している
- アドレス例：1L7hHWfJL1dd7ZhQFgRv8ke1PTKAHoc9Tq
トランザクション署名プロセス
- ビットコイン送信時、「アドレスAからアドレスBへXビットコインを送る」というメッセージを作成
- 秘密鍵でこのメッセージに署名
- メッセージに公開鍵を添付
- ビットコインネットワーク上のノードは以下を検証可能：
  - 署名が公開鍵と一致していること
  - 公開鍵が送信元アドレスと一致すること
  - 秘密鍵保持者でなければこの署名は作れないこと

ビットコインウォレット：ネットワークへのインターフェース

ウォレットは「保管容器」というより、「鍵束」と考える方が適切です：

実際にビットコインを保持しているわけではない
秘密鍵・公開鍵ペアを保管する
必要に応じて新しいアドレスを生成する
トランザクションを作成・署名する
ビットコインネットワークと通信する
ブロックチェーンを監視して残高を追跡する

ウォレットの種類：

ホットウォレット：インターネット接続型
コールドウォレット：オフライン保管
ハードウェアウォレット：専用機器
ペーパーウォレット：鍵情報を印刷
ブレインウォレット：鍵を記憶
メタルウォレット：金属に刻み、耐久性確保

重要なセキュリティ原則：「あなたの鍵でなければ、あなたのビットコインではない」

秘密鍵を制する者がビットコインを制御
他者（取引所など）があなたの鍵を保持すれば、その者がビットコインを制御
秘密鍵を失えばビットコインへのアクセスは永久に失われる
「パスワードリセット」オプションは存在しない

ネットワークの動作

ビットコインでトランザクションを行う場合：

あなたのウォレット：
- トランザクションメッセージを作成
- 秘密鍵で署名
- ビットコインネットワークへブロードキャスト
ビットコインノード：
- トランザクションを受信
- 暗号署名を検証
- 残高が十分か確認
- 有効なトランザクションを「メンプール」に追加
- 最終的に新たなブロックに組み込む
ブロックチェーン：
- トランザクションを永久に記録
- すべての参加者から閲覧可能
- 二重支出を防止
- 完全な取引履歴を維持