ブロックチェーンの暗号化による安全性を徹底解説!ビットコインなどの仮想通貨以外への応用例も紹介。

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ビットコインなどの暗号通貨は非常に使い勝手がよく、便利な通貨です。

しかし、ハッキングなどの危険性が気になって手を出しずらいと思っている人もいるのではないでしょうか?

そこで、今回はビットコインの仕組みを支えるブロックチェーンの安全性について分かりやすく説明していきます。

この記事を最後まで読むことで、ビットコインなどの通貨が、なぜ「暗号通貨」と呼ばれるのかが理解できるようになります。


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データ暗号化の基本「公開鍵暗号」

ブロックチェーンでは、電子署名という技術を使っていますが、その考え方の基礎にあたるのが「公開鍵暗号」です。

まずは、公開鍵暗号について、説明していきますね。

公開鍵暗号は、現代の社会の中でも電子データを扱う色々なシステムの中で使用されていますので、ブロックチェーンを学ぶ以外にも役に立つかと思います。

パスワードは危険が沢山

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一般的に「データの安全性を守る」というと、一番に思いつくのがパスワードですね。

例えば、あなたの会社の顧客リストを取引先へ渡す必要が出てきました。

絶対に顧客リストが外部へ漏れることは許されないため、顧客リストのExcelにパスワードをかけてメールで送信。

その後、別のメールでパスワードも連絡し、業務完了としました。

このようなやり取りは日常的に、行われている行為だと思います。

しかし、このやり取りでは、データを完全に守れてはいないのです。

メールは、インターネットを通って取引先へ届きます。

インターネット上で顧客リストもパスワードも両方 傍受されてしまう可能性は0ではありません。

さらに、パスワードのメールを打っている後ろで誰かが見ているかもしれません。

このように、完全に思えるパスワードも沢山の弱点が存在します。

重要なデータであればあるほど、このような弱点が一つでもあっては致命的です。

そこで「公開鍵暗号」という技術が考えられました。

公開鍵暗号は、秘密鍵公開鍵という2つの鍵を使用することにより、安全性を保ちます。

対となる秘密鍵と公開鍵を作成

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公開鍵暗号は、秘密鍵と公開鍵をデータが受け取る側が用意します。

そして、この2つの鍵は対となっており、公開鍵で暗号化したものは、必ず一緒に用意した秘密鍵でしか復号できません。

名前の通り公開鍵とは、他の人に公開する鍵のことであり、基本的にはデータの送信者へ渡します。

そして、ここがポイントなのですが、秘密鍵は誰にも渡しません。

データを暗号化する送信者にもです。

復号する鍵を誰にも渡さないため、鍵の扱いに注意さえしていれば、外部に漏れることがありません。

パスワードを使用した場合は、データを見るためには送り手が受け手にパスワードを教えるという行為が必要です。

誰かに教えるという行為が必要である以上、覗かれたり、聴かれたり、第三者に漏れてしまう危険性が発生してしまいます。

その点、公開鍵暗号は復号する鍵を誰にも教える必要がないため、第三者に漏れる可能性をほぼ0にすることができます。

公開鍵暗号によるデータ送受信の流れ

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公開鍵暗号技術を使ってどのような手順でデータのやり取りが行われるのかを説明していきます。

公開鍵暗号ではデータの受け手が公開鍵と秘密鍵のセットを作成するというところまでは、説明しましたね。

次に、公開鍵をデータの送り手に渡します。

送り手は、その公開鍵を使って送りたいデータを暗号化し、受け手に向けて送信します。

受け手は自分が持っている秘密鍵を使ってデータを復号し、データを閲覧・使用することができるようになります。

もし、第三者が送信中のデータを傍受したとしても暗号化されたデータを復号できるのは秘密鍵だけであり、秘密鍵はデータの受け手以外だれも知らないため、データの中身を知るすべがありません。

このようにして、公開鍵暗号技術を使用することにより、データ送受信時の漏洩を防ぐことができるのです。


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ブロックチェーンの安全性の要「電子署名」

ブロックチェーンの安全性を守っている技術に「電子署名」技術があります。

電子署名技術は公開鍵暗号技術を応用して考えられました。

公開鍵暗号との役割の違い

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公開鍵暗号はデータの漏洩を防ぐ技術であるのに対し、電子署名はデータの改ざんを防止する技術です。

暗号通貨に使用されるブロックチェーンは、第三者へ取引情報などを公開するという特徴があるため、データの漏洩を禁止する必要はありません。

参考:【図解】ブロックチェーンとは何かをわかりやすく解説。株式市場でも関連銘柄(本命)は大注目!

しかし、AさんからBさん5BTC送金した場合、AさんからCさんへ送金されたり、AさんからBさんへ2BTCしか送金されなかったりとデータの送金中にデータの改ざんが行われると、大問題に発展します。

つまり、ブロックチェーンで必要なセキュリティは公開鍵暗号技術によるデータの漏洩対策ではなく、電子署名技術によるデータの改ざん対策なのです。

公開鍵暗号との鍵の作り方の違い

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実際に公開鍵暗号とどのような仕組みの違いがあるのか説明していきましょう。

大きな違いは、以下の2点です。

  • 対となる2つの鍵は送信者が作成
  • 秘密鍵で暗号化し公開鍵で復号

公開鍵暗号では受信者が鍵を作成していましたが、電子署名では送信者が鍵を作成します。

さらに、公開鍵暗号では公開鍵で暗号化秘密鍵で復号しましたが、電子署名では逆に秘密鍵で暗号化公開鍵で復号します。

暗号化と復号の関係は公開鍵暗号と同様、秘密鍵で暗号化したデータは必ず対となる公開鍵でしか復号できません。

電子署名によるデータ送受信の流れ

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電子署名によるデータ送受信の流れについて説明していきます。

まず、送り手が自分で作った秘密鍵でデータを暗号化します。

そして、対となる公開鍵と暗号化されたデータを受け手に送信します。

この時、秘密鍵は誰にも渡さず自分しか知らない状態で保管しておきます。

データの受け手は、送られてきたデータと送られてきた公開鍵で復号しデータを閲覧・使用します。

ここで「おや?おかしいぞ?」と感じた人も沢山いるとおもいます。

一緒に鍵とデータが送られてくるので、データを傍受した人は誰でもデータを復号しデータを見ることができてしまうのです。

しかし、問題はありません。

先ほどお話しました通り、電子署名の目的はデータの漏洩防止ではなく、データの改ざん防止だからです。

公開鍵で復号できるということは、データの送り手しか持ちえない秘密鍵で暗号化されたそのものであることの証であると言えます。

例えば、データ送受信の途中で誰かがデータを公開鍵で開け、データを改ざんしたとします。

改ざんしたあと、必ず暗号化しないとばれてしまうため、自分が作成した鍵で暗号化し本来送るべき受け手に送信します。
※公開鍵では復号はできますが、暗号化はできません。

しかし、鍵は必ず対となっているため受け手は一緒に送られてきている公開鍵でデータを復号することができません。

その結果、途中で改ざんが起こったのではないかと受け手は判断することができます。

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また、公開鍵も一緒に改ざんできるのではないかという疑問もあるかと思いますが、公開鍵自体には受け手のアドレス(住所のようなもの)が示されており、公開鍵を改ざんしてしまうと、そもそも受け手に届かないということが発生します。

送ったのに届かないということが起これば、「送受信中に誰かが不正を行った」ということをすぐに察知され、すぐに調査されることは目に見えています。

このようにして、電子署名技術を使ったブロックチェーンによって、ビットコインなどの暗号通貨は守られているのです。

ビットコインなどの仮想通貨以外への応用例

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一般的にブロックチェーンと聞くと「暗号通貨で使われる技術」というイメージが強いですが、「一連の履歴を管理」「改ざん防止などの高セキュリティ」「銀行などの取引を仲介する第三者の存在が必要ない」という特徴から様々なものへの応用に期待されています。

ブロックチェーンは、無限大の可能性と言っていいほど活用範囲は広いのですが、その中で特に注目されている例をいくつか紹介します。

アルトコインの中には、始めから通貨に使用するためのブロックチェーンとして開発したのではなく、この応用を目的として開発し、結果的に通貨にも使用している例も多いです。

財産権の管理

財産とは「お金」「物」「不動産」などの価値のあるもの全てを指します。

よく裁判などで「この土地は俺のだ!」「私のよ!」など所有者について揉めることがあります。

国の間でも「尖閣諸島」「北方領土」「竹島」などずっと所有者が誰なのか議論されていますね。

また、不動産を購入したいのだが、耐震性は大丈夫なのかなどデータの信ぴょう性についても不安になることが多いと思います。

ブロックチェーンを応用することにより、過去の一連の履歴を管理し改ざんも出来ないため、いつ誰から誰に渡ったのかを一目瞭然に知ることができます。

つまり、ブロックチェーンを財産権の管理に応用することにより、このような争いや不安は一切なくなると考えられます。

食品の安全性

昨今「原産国の偽造」「異物混入」「食物アレルギー」など食品の安全性が問題視されていますね。

この問題もブロックチェーン技術を応用すると解決されます。

例えば、野菜であれば、

  • 誰がどのような土壌でどのような肥料を使って育てたのか?
  • 卸業者は何処なのか?
  • 最終的に販売したのは誰なのか?

など、生産から販売までの情報を全てブロックチェーンで管理することにより、偽造が出来ないのは勿論、異物混入などのトラブルが発生した場合、すぐに流通経路を調査することが可能になります。

また、どのような成分が入っているかなども、消費者自らブロックチェーンにアクセスして情報を調べることができるため、子供の食物アレルギー対応にも期待が持てます。

長年 悩まされてきた食品の安全問題にも終止符を打つ時代がくるのも時間の問題です。

芸術作品の証明

最後に、芸術分野にも革命が起きると想定されています。

芸術分野の問題というと著作権の侵害が一番に思い浮かぶと思います。

よく偽造された絵や骨とう品、音源などが出回っていますが、今後はこのようなことも無くなっていくでしょう。

例えば、あなたが作曲家であれば、作曲した音源データをブロックチェーンに書き込んでおきます。

ブロックチェーンは過去に遡って改ざんすることができませんので、後に誰かが同じ曲を作り「私の曲だ」と言い張っても、あなたが一番初めにこの曲を作成したという事実を証明できるわけです。

ここで紹介した3つは遠い未来の話ではなく、既に簡易版として活用できたり、テスト段階まできていたりします。

勿論、本来のブロックチェーンの目的である暗号通貨などによって金融系は全く異なる形へ変貌すると思われますし、政治や一般生活にも大きな影響を与えてくるのは間違いないでしょう。

そうなった時に「世間についていけない」ということがないように、積極的に情報を収集していくようにしましょう。


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