ビットコイン・仮想通貨とは？仕組みを解説

なんやかんやネットニュースや世界の投資家や実業家の間で話題になる仮想通貨。


この記事をご覧の方は、仮想通貨ってなんなの？？みんな分かってやってるの？？


と疑問に感じていることと思います。

こんな疑問について、その仕組みとともにお伝えしていきます。

で、ビットコインとは？？仮想通貨とは？？どんな仕組み？？

以下日銀の引用です。

「暗号資産（仮想通貨）」とは、インターネット上でやりとりできる財産的価値であり、「資金決済に関する法律」において、次の性質をもつものと定義されています。

1）不特定の者に対して、代金の支払い等に使用でき、かつ法定通貨（日本円や米国ドル等）と相互に交換できる

2）電子的に記録され、移転できる

3）法定通貨または法定通貨建ての資産（プリペイドカード等）ではない

日銀・暗号資産(仮想通貨)とはなんですか？

それでは詳しく見ていきましょう。

ビットコイン・仮想通貨とは　暗号資産と仮想通貨の違い

仮想通貨(ビットコイン含む)とは、ブロックチェーン技術を活用し、インターネット上で決済・送金に使用できる管理主体のない通貨またはその決済手段、取引手段を言います。(一部管理主体が存在している通貨もあります。)

とりあえず、今は電子的な通貨と考えてOKです。

どのように電子マネーと異なるかは後述します。

上記日銀の記載にあるような暗号資産とは、仮想通貨のことです。


暗号資産 = 仮想通貨です。

大手取引所が提供するCMなどで暗号資産と言っていますが、日本国内の正式名称が暗号資産だからです。

ビットコインは仮想通貨ではないのか

ビットコインは仮想通貨の１つです。


現在最も時価総額つまり取引量が多いのがビットコインであり、仮想通貨の代表格です。

アルトコイン = ビットコイン以外の仮想通貨ということでOK

ビットコイン・仮想通貨は安全なのか

まず一つ言えるのが、この世に安全な金融商品は存在しないということです。


銀行預金は一定の金利を与えてくれますが、当然たかが知れております。

以上のような性質から、その仕組みを理解していただき、適切に恐れる必要があると思われます。


メリットおよびデメリットについては後述しています。

ビットコイン・仮想通貨の仕組みとは

仮想通貨の持つ、独特の仕組みについて解説します。


まずはビットコインを例に説明していきます。

一言で言えば、「ビットコインはP2Pネットワーク上でブロックチェーンを維持しており、その裏付けとしてPoW(Proof of Work)がある。」となります。

さてどういうことでしょうか。

手っ取り早く知りたい方はこちらをご覧ください。

電子署名でなりすましや改ざんを防ぐ

電子署名とは有価証券でいう約束手形みたいなものをインターネット上で行うということです。


つまり、確実に私がサインして決済しましたという証明ですね。

こういった疑問がすでに生まれると思います。

P2P (ピアツーピア)で分散管理

ビットコインをはじめとする仮想通貨はこの管理体制が敷かれています。

P2Pであれば

管理者が攻撃をされることはないので、取引が停止されてしまうような事態は基本的に発生しません。


また、ネットワークに参加しているPCが多くなればなるほど、攻撃に強くなります。


中央管理者が存在しないため安定した運営が可能になることを言います。

クライアントサーバー方式であれば

例えば、クライアント・サーバー方式(中央サーバーで一括管理)であれば世界中からコンピューターが接続することになり、
もしアクセスが集中してしまったりサイバー攻撃に合えば、サーバーダウンなどの障害が発生する可能性があります。

しかしP2P方式であれば、アクセス速度ダウンやサーバーダウンが発生しないことになります。

要するに単一の会社、国や個人が権限を持って管理してないということです。

最大の特徴は、後述するPoW(Proof of Work)との組み合わせにより、圧倒的なデータ改ざん耐性を持っている点です。事実上、データの改ざんは不可能であると言われています。

ブロックチェーン技術で取引記録を管理

ブロックチェーンとは、P2Pネットワーク上で維持されている鎖上の取引記録のことを指します。


鎖でつながれたそれぞれをブロックと呼び、これはマイニングで承認できる1単位でもあります。

マイニングという作業で取引記録 = ブロックを承認(間違いのない取引だね！)していきます。
承認されると、そのブロックは晴れてブロックチェーンの先端に繋がるわけですね。
しかし承認されていないものはブロックチェーンにはつながれません。

ブロックチェーンのブロックとは、言わば”箱“です。箱の中身にはある一定数の取引記録、言わば”買い物のレシート”が詰め込まれているのです。


これを鎖状につなげていき、過去から現在までの取引記録を維持しているのがブロックチェーンです。

過去から現在までのブロックチェーンのブロックそれぞれは、その前後で数学的に整合性をとっています。


それはハッシュ値やナンスと呼ばれる暗号化された数値。

プルーフオブワーク(PoW)により取引履歴改ざんなどの攻撃に強い

こんな疑問に対して答えを持つのがPoW(Proof of Work)です。


新たなブロックを承認する作業(マイニング)において、P2Pネットワーク上に承認要求を行うためには、新たなブロックに関するハッシュ値(正解となる数値)を計算せねばなりません。


これは、単なる数字でもなく、単なる数式の計算値ではなく、ある特定の計算を総当たり的に実施した結果の値です。
この計算をハッシュ関数と言います。

これを見出すために特定の効率的な方法はなく、計算において総当たり的(1, 2, 3, ・・・と代入していき計算する様な)でしか求めることができないと言われています。


従って、とにかく膨大な計算を行わなければならないということです。

ハッシュ値はブロック前後の整合性を持ち、それぞれのブロックで関連した数値になっている。
従って、過去から現在まで、さらに改ざんした先まで全部を計算し直す必要がある。

正義か悪か！？全体の51%を凌駕する攻撃！！

改ざんに、とにかく大量の計算を要することは分かっていただけたと思います。

ここで重要なのはこれら改ざんをするためには、理論上、P2Pネットワーク上に存在するすべてのコンピューターの50%(半数)を超える計算能力を持たなければ、事実上改ざん不可能という点です。

これを51%問題や51%攻撃とも言います。

例えば、悪の採掘者が超膨大な計算を頑張っても、まずその過半数を超える能力がないと不可能ということになります。

そうです。上述のとおり、とにかく頑張って計算してもまず51%問題により計算不可能。


だったら正義の採掘者となって、普通にマイニングして普通に報酬を得た方が、うれしいですよね。

これがPoWの本質的解釈だと言われており、
ビットコイン・仮想通貨の中核技術であると言われています。

51%攻撃を仕掛けた場合

例えば51%攻撃を悪の採掘者が仕掛けたとします。
その時51%攻撃が成功し、すべてのビットコインの取引履歴を改ざんしたとします。
だとしても、その結果ビットコインの信用はがた落ちし価値がなくなる、または下落することで
51%攻撃自体の費用対効果が悪くなります(何故なら膨大な電力を要するから)。
したがって、51%攻撃をすることはビットコイン保有者としてはリスクでしかないのです。

マイニング(掘削)で取引を承認

マイニングとは、P2Pネットワーク上で新たなブロックの形成を承認する(してもらう)作業のことを言います。
ここまで読んでいただけた方ならわかっていただけたと思います。


基本的にマイニングには、膨大な計算を要しますが、その報酬として一定数のビットコインを受け取ることができます。

実はこのマイニング、4年ごとにマイニング報酬が下がっていくことになっており、これを半減期と言います。


2012年はマイニング報酬は25BTC(1BTC = 1.0ビットコイン)でしたが2016年にはその半分の12.5BTC、2020年には6.25までマイニング報酬が下がっています。

ビットコインの発行総数は2100万枚と決まっています(ビットコインのソースコード)。現状のマイニングを続けていけば、2140年にすべてのビットコインが発行されることになります。その後、恐らくマイニングでは利益を得られず、取引手数料がその報酬となる見込みです。

現在、このことがビットコインの問題として浮き彫りになっています。


しかしながらそれは2140年。恐らくこの記事をお読みの誰もが迎えることのない日です。


今後、ビットコインの価格は上昇すると言われており、マイニングで得られる報酬も増大することでしょう。


従って、マイニングを行う人がいなくなるというのは現実的ではありません。

半減期の存在しない仮想通貨もあります。

電子マネーとは全く別物である

電子マネーと同じようなものと考えてよいと申し上げましたが、電子マネーとは別物ですのでどう別物なのか説明いたします。

管理主体が存在しない

基本的に電子マネーは管理者が存在します。


交通系ICカードでは鉄道会社やバス会社。


単なる買い物で使う電子マネーでは大手通販会社など、様々です。

しかし前述のようにビットコインをはじめとする仮想通貨には管理者は存在しません。
すべてP2Pネットワークで行われています。

貨幣が循環する

電子マネーは、現金または口座から充当され、電子マネー残高は使用するとなくなります。


その使用された電子マネーは基本的には破棄されます。


つまり、現金でチャージを行ったときは新たな電子マネーが付与されていることになります。

しかしビットコインをはじめとする仮想通貨では破棄は行われず、それが所有者から所有者へと新たに取引されます。
この点で、貨幣としての性質を有していると言えます。

運用コストがない

電子マネーは発行主体による管理コストが発生します。

しかしビットコインをはじめとする仮想通貨には管理主体がないので管理コストはかからない。
管理コストが無いため、送金手数料を低く抑えることが可能となります。

各国の法定通貨に換金できる

電子マネーはその価格が特定通貨とリンクしているため、価格変動は起こりえませんし、国際送金には使用できません。

しかしビットコインに国籍はなく、法定通貨との取引が可能です。
従って、取引手数料を最小限に抑えることができ、かつ多額の送金も可能となるのです。

専用のカードや端末が無い

専用のカードや端末が必要な電子マネーは、世界中どこでもアクセス可能というわけではありません。

しかしビットコイン・仮想通貨はインターネットにPCやスマホが繋がっていて、アドレスさえ存在すれば送金ができます。これは文字列としてのアドレスが存在すればよいことになり、例えば発展途上国の家族に瞬時に送金することができるなどの利点が存在します。

ビットコイン・仮想通貨のメリット・デメリット

では実際、私たちが仮想通貨を利用する中でどのようなメリットとデメリットがあるのでしょうか。

メリット① 長期的に見て価格が上昇する可能性がある

まずはこちらをご覧ください。

縦軸が日本円、横軸が日にちを表しています。


この時点でお気づきかと思われますが、各ポイントで2倍以上の値段の幅があります。


つまり、1年間という短期的な見方をしても値段の上昇が望める可能性があるということです。

逆に言えば損失が膨らむ可能性をはらんでいるのも事実です。

メリット② 24時間365日、いつでも取引が可能

例えば株式市場であれば、午前9:00 ~ 11:30、午後12:30 ~ 15:00までと、明確な時間が設定されています。


また為替市場であれば、基本的に土日の取引はできません。


しかし仮想通貨に取引不可能時間というものはありません。


なぜならP2Pネットワークで常に運営されているからです。


従って、値動きのある場合でも即断即決が可能なのが大きなメリットです。

メリット③ 海外送金がいつでも可能。送金手数料が安い。

海外への送金は、送金日と合わせて最大5営業日かかることもありますが、仮想通貨は1日かかることは稀です。


例えばビットコインであれば15分程度。


またその手数料は数百円から数千円。


非常に安く抑えられていることが分かります。

メリット④ 個人間での取引が即座に成立する

相手先のウォレットアドレスさえわかれば、即座に取引が成立します。
これは

取引が成立することを示しています。


銀行口座間の取引ではこれを行うことは不可能です。

デメリット① 価格の変動が激しすぎる

メリット①でも書きましたが、とにかく価格変動が激しいです。


ビットコインであれば、1日で数百万円動くことが稀にありますので、それなりのリスクがあると考えてよいでしょう。


また、政治や経済など複合的な要因で暴落することもありますので、その価格変動を予想するのは実に困難であると思われます。


また、そのような意味で貨幣としての価値を疑問視されています。

デメリット② 利用している人との間でしか取引が成立しない

つまり、ウォレットを持っていない人には送金もできないし、仮想通貨を受け取ることも出来ません。

Finderの調査によると、2021年10月時点での日本での仮想通貨普及率は5.8%程度であるとされています。


従って、個人間の取引が即座に可能だからと言っても大多数の人とはまだ取引が出来ない上です。

デメリット③ 日本国内では税率が高い

まず2022年現在、日本国内での仮想通貨売買での利益は全て「雑所得」扱いとなります。


利益の大きさによっては半分以上が税金として持っていかれる可能性がありますので、留意しておくことが重要です。


株式売買や為替取引で得た利益については分離課税が適用され、20%の税率ですが、仮想通貨売買の場合は最大55%です。

デメリット④ とにかく電力消費がやばい

P2Pネットワークを維持し、さらにブロックチェーンにブロックの承認作業を行う場合、とんでもない電力を消費します。

例えば中国にはかなりのマイニング専門会社がありましたが、それは中国の電気代が安いからと言われています。
2022年現在、中国ではマイニングが禁止されています。

例えば、ビットコインのマイニング作業では、年間133テラワットの電力が消費されているとの報告もあります。


これはヨーロッパの１国の1年間の消費電力よりも多いのです。


環境的な側面から見てもこれらは大きな問題であると提言できます。


今後、技術的な面から、アプローチがあることを期待します。

仮想通貨の仕組み まとめ

仮想通貨の仕組みをまとめます。と・・・。

仮想通貨の仕組み

仮想通貨は「P2Pネットワーク上でブロックチェーンを用い、取引記録を維持している。改ざんされないようにPoW(Proof of Work)がある。」

これら一連のプロセスを行うのがビットコイン・仮想通貨の取引の仕組みです。


基本的に全ての取引記録はブロックチェーン上にあり、すべて公開されています。


自分が持つ、アドレスに紐づいた形で管理されていると考えていただいて良いです。