ブロックチェーンは、分散型、匿名、オープンソース、不変の分散データベースです。 確認されると、オンチェーントランザクションは永続的に保存され、変更することはできません。 では、何がオンチェーンデータを不変にするのでしょうか?

1. ブロックチェーンはどのように構築されていますか?

簡単に言えば、ブロックチェーンはブロックとチェーンで構成されています。

ブロックはヘッダーと本文で構成され、ヘッダーにはタイムスタンプ、バージョン番号、ランダムハッシュ、前のブロックのハッシュ、マークルルートハッシュ、マイニングの難易度など、ブロックに関する基本情報が含まれています。 ブロック本体内には、ウォレットユーザーが秘密鍵で署名したデータであるパッケージ化されたトランザクションがあります。 つまり、ユーザー間の資産の転送ですが、ユーザーに加えて、マイナーに属する別のトランザクションがあり、トランザクション金額は、ブロック報酬にブロック内のすべてのトレーダーが支払った手数料の合計です。

各ブロックヘッダーには、前のブロックヘッダーのハッシュが含まれており、タイムスタンプとバージョン番号によって相互にリンクされてブロックチェーンを形成します。

2.ブロックチェーンはどのようにして不変にすることができますか?

ブロックチェーンの不変性は、発生したトランザクションレコードを変更できないことを意味します。 ブロックチェーンの構成がわかったら、ブロックヘッダーとブロック本体の不変性として分離できます。

2.1 ブロックヘッダー

ブロックヘッダーは、前のブロックのトランザクション情報とタイムスタンプからハッシュアルゴリズムによって生成された、前のブロックのランダムハッシュ値を記録します。 この時点で、ネットワーク上のマイナーは計算能力を使用してブロックヘッダーのハッシュを計算し、最初に計算した人は誰でもトランザクションをパッケージ化し、ブロードキャストを介してネットワーク全体に同期できます。 前のブロックのデータが変更された場合、元のブロックのハッシュ値と矛盾し、次のブロックでは確認されません。

2.2 ブロック本体

ブロック本体の不変性は、ハッシュ関数によって決まります。 本文には、マークルツリーで接続された多くのトランザクションが含まれています。 トランザクションの1つが変更されると、マークルルートのハッシュ値が変更され、次のブロックヘッダーが順番に変更されます。 ビットコイン で使用されるハッシュ関数は SHA-256 アルゴリズムです。

このことから、ブロックチェーン内のトランザクションデータを改ざんすると、マークルツリーのルートが直接変更され、次のブロックヘッダーのハッシュ値も変更され、違法になり、新しいブロックヘッダーのハッシュの再計算が必要になることがわかります。 新しいブロックヘッダーのハッシュ値が変更されると、次のブロックヘッダーが変更され、ネットワーク全体で受け入れられないデータが崩壊します。

理論的には、データを改ざんするにはネットワークの計算能力の51%以上が必要ですが、十分に堅牢なネットワークでは、51%の攻撃は本質的に不可能であり、攻撃者自身の利益にはなりません。

3. 集中型ネットワークとの違い

集中型ネットワークでは、データベースは中央機関によって操作され、新しい発行、レコードの変更、および流通の凍結をすべて操作できます。中央銀行は毎年不換紙幣を追加し、誰の銀行資産も凍結することができます。 また、集中型ネットワークでは、分散データベースと比較して、データを変更するために必要なコード文字列は1つだけです。

ブロックチェーンでは、誰もが簿記に参加し、すべてのトランザクションレコードがネットワーク全体にタイムリーに同期され、同じデータがすべての人の手に元帳に記録されますが、それを操作するための中央集権的な組織はありません。 したがって、誰かが手元の元帳を改ざんしても、他の人の元帳記録には影響しません。 同時に、ネットワーク全体が多数派が少数派に従うという原則に従っているため、データが改ざんされることはありません。

たとえば、ボブはトムから500ドルを借りています。 ボブが債務不履行になるのを防ぐために、トムはナンシーを仲介者として証言するように招待します。 しかし、ボブはナンシーに、彼女が彼が不正行為をするのを手伝うなら、彼は彼女に200ドルを与えると言います。 ナンシーは興味を持って同意します。 この場合、トムは敗北を認める以外に証拠や証明書を持っておらず、ナンシーはここで仲介者の役割を果たします。

プロセス全体がブロードキャストの形で全員と同期されている場合、ボブはトムに500ドルを借りていることを誰もが覚えており、ボブにはそれを否定する方法がありません。

4.ブロックチェーンのアプリケーションは何ですか?

ブロックチェーンは、その不変の性質により、電子ID、サプライチェーン、送金、送金など、多くの分野で使用されています。 e-identityでは、すべての人の認証情報をブロックチェーンに直接書き込み、すべてのノードにブロードキャストできるため、情報の信頼性と確実性が保証され、変更を加えることはできません。 同じことがサプライチェーンにも当てはまり、不透明度、低効率、情報詐欺などの問題を十分に解決できます。

結論

ブロックチェーンの不変性は、従来のネットワークにおけるデータ詐欺、データ改ざん、データの不透明度の問題を解決し、広く適用されています。 ただし、これはアライアンスチェーンやプライベートチェーンなどのすべてのブロックチェーンネットワークに当てはまるわけではないことに注意してください。 参加者の数が少なく、半分散型または集中型のガバナンスのため、これらのチェーン上のデータは完全に不変で透過的ではありません。