ビットコインシステムのセキュリティ

 

ビットコインはマイニングと呼ばれる方法により新たなビットコインを作っていきます。（マイニングとは⇒初心者も分かるビットコインのマイニングとは）マイニングはビットコインを生み出すだけではありません。マイニングという独自の合意形成システムはビットコイン取引を全員が監視し、不正を防ぐセキュリティの役割を担っております。

 

マイニングにかかるコスト

 

マイニングをするのにはコストがかかります。これは「金の採掘」作業と同じようなイメージです。金を掘るのにも「ツルハシ」が必要ですし、人が行うので人件費もかかってきます。マイニングによりビットコインを新たに発行するのもコストがかかります。マイニングには演算のできるコンピューターが必要です。中央管理者のいないビットコインではこのマイニングを行ってくれる参加者が必要不可欠です。参加者がいなかったり、少なかったりすると取引が承認されるまでに時間がかかってしまったり、ビットコイン取引における不正を監視することができなくなってしまいます。

 

ビットコイン＝ブロックチェーンという誤解

 

ビットコインはブロックチェーンにより全てが解決されている、という事がたまに言われますが、それは誤解です。ブロックチェーンのみでビットコインの個々の取引の正当性は保てません。ブロックチェーンはあくまでビットコインの決済を安全にするためのシステムの一つに過ぎません。ビットコインが安全に取引されているのは独自の合意形成システムのおかげです。ブロックチェーンはそれを実現するためのものであるとビットコインにおいてはいう事ができます。

 

その合意形成システムの中に「マイニング」があります。マイニングによりビットコインの個々の取引の検証はされております。いくらブロックチェーンが改ざんができないとは言え、そもそもブロックチェーンに埋め込まれる取引が不正な取引であったら意味がありません。今までの通貨ではその検証を中央機関が行っておりました。さらにその取引帳をクローズすることによって取引を改ざん不能にしました。

 

ビットコインは取引を誰でも検証できる「マイニング」と取引帳を公開する「ブロックチェーン」により（もちろんそれだけではありませんが）セキュリティを強化しております。

 

マイニングは独立している

 

マイニングは完全に独立（中央集権されていない）しております。取引を検証するのも、ブロックを生成するのも、どのブロックの次に自身の生成したブロックを繋ぐのかもそのマイニングを行う人（マイナー）によって決められております。それにも関わらずほとんどの参加者は全く同じブロックチェーンを保有しております。瞬間を見るとそれぞれの参加者が持つブロックチェーンが異なる事はあっても、結果的に同じブロックチェーンを持つようになるのです。中央が「これが正しい」と決めたものをもつのではなく、ルールの中で独自に判断したブロックチェーンを持つことで結果的に同じブロックチェーンになるのです。

 

 

 

これがビットコインの、サトシナカモトの発明と言われております。ここで疑問は、なぜ各自独立したマイナーが自分達の意思でマイニング（検証作業など）を行っているのにマイナーは不正を働こうとしないのか、という事です。

 

マイニングのインセンティブ

 

一つの解として、マイニングには「インセンティブ」があるから、という事が挙げられます。マイナー達は不正働くことにより得られる利益よりも、真面目に働くことによる利益が多いから皆、真面目に働きます。これについてはこちらビットコインからみる「善と悪」でも述べましたが、ビットコインのマイナーは基本的にビットコインシステムの中では「善人」として活動します。ここでは善人というのはルールに乗っ取って働く人の事を言います。

 

これはマイニングによる報酬の与え方・マイニング不正をした時の利益の少なさが関係します。マイニング成功の報酬は新規ビットコインの付与と手数料の収集権という二つから成り立ちます。（詳しくは⇒ビットコイン「マイニングの報酬」の仕組み）マイニングのルールは「単純な計算」「早い者勝ち」という二つがあります。ですので自然と報酬を受け取りたいマイナーは「より性能がいいコンピューターを稼働」「電気消費をより多く利用」という方法に取るようになります。するとそこに競争が生まれ、報酬を得たいマイナーはよりビットコインのブロックを早く生成し、より早く取引を検証しようとします。この報酬を与える仕組みをプルーフ・オブ・ワークと言います。（詳しくは⇒プルーフ・オブ・ワークとは）まず、皆が「善人」になる理由がこの1点です。

 

次に「マイニング不正をした時の利益の少なさ」についてです。例えば不正な取引をブロック内に埋め込むことで二重支払いを許可したとしましょう。さらにより早くブロックを完成させ元々のブロックチェーンにつなぐことに成功したとします。するとこれは全世界に公開されております。ですので参加者は「不正なブロック」である事はすぐに気づきます。この後にブロックを続けるのは他のマイナーにとってはリスクしかありません。何故ならブロックチェーンは「最も長いブロックチェーンが信用される」と決められているからです。

 

そうなると他のマイナーはこのブロックの後にはブロックを繋ぐ事はしません。ここで不正なマイナーvsその他のマイナーという構図になります。さらにこの戦いは先ほど出てきたいかに「より性能がいいコンピューターを稼働」し「電気消費をより多く利用」するかによって勝敗の決まる戦いです。つまり、不正なマイナーが勝利するには他のマイナーとの単純な出力勝負で勝利しなくてはなりません。（これを51%攻撃問題と言います。詳しくは⇒ビットコイン問題点「51%攻撃」）

 

仮に不正なマイナーが勝利したとしましょう。するとビットコインの信用は無くなります。そして誰もビットコインには見向きをしなくなります。不正なマイナーが得た、二重支払いが可能という権利を持つビットコインは価値のないものになります。これが不正をするインセンティブが無い理由で、更にそんなに出力勝負で勝てるマイナーならば普通にマイニング競争を勝つ方がそのマイナーにとっては得だ、という事もあります。

 

つまり上記2点がビットコインの個々の取引を不正から守るセキュリティとして働いております。

 

まとめ

 

ビットコインはブロックチェーンとマイニングのシステムにより、分散型（中央集権でない）の合意形成システムが成立しております。今回取り上げたもの以外にもビットコインシステムを守るセキュリティは散りばめられております。ビットコイン＝ブロックチェーンではないのです。だから未だにビットコインを上回るブロックチェーンを活用したサービスは生まれていないと私は感じます。今後出てくる可能性はもちろんあります。

 

参考にこちらもどうぞ

ビットコインとプライベートブロックチェーンについて