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# Blockchain

## 概要

ブロックチェーン技術は、非常に安全で分散化された、改ざん不可能なシステムです。これは「ブロック」と呼ばれるデータ記録で構成されています。各ブロックには、ある取引（あるいは複数の取引）の記録が保持されます。

これらのブロックは互いに連結されており、「暗号学的ハッシュ」と呼ばれる一意の署名を用いて、各ブロックが直前のブロックに依存する形でつながっています。したがって、各ブロックは直前のブロックと関連付けられています。

{% code overflow="wrap" %}

```
Block = Data (sender, receiver, and amount to be sent) 
        + Hash (the unique signature) 
        + Hash of the previous block 
```

{% endcode %}

<figure><img src="/files/hjEdqitznx4rrWMVjEU0" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

これにより、システム内のすべてのユーザーがブロックを検証・確認でき、透明性、正確性、信頼性が確保されます。すべての取引は「ネットワークコンセンサス」を通じて、システム内のすべてのユーザーによって確認・合意されます。

このため、ブロックチェーンはオンラインで透明性のある台帳システムとなり、セキュリティ、完全性、不変性、信頼性の点で信用できるものになります。

## ブロックチェーンの構成要素

### Genesis block（ジェネシスブロック）

Genesis block は、ブロックチェーンにおける最初のブロックであり、「Block 0」として知られています。直前のハッシュを持ちませんが、次のブロックのために一意のハッシュを生成し、ブロックの連鎖を開始します。

2 番目のブロックは直前のハッシュを使用し、次のブロックのためのハッシュを生成します。このサイクルは、新しいブロックが追加され続ける限り続きます。

### Hash（ハッシュ）

各ブロックには、それを次のブロックへ連結する一意の署名であるハッシュがあります。ハッシュは、直前のブロックのハッシュ、現在のブロックの内容、そしてタイムスタンプの 3 つに基づく複雑な計算の結果です。

このように、取引はそのハッシュを通じて検証できます。あるブロックが第三者によって改ざんされた場合、次のブロックのハッシュが直前のブロックを反映しなくなるため、「ハッキング」が行われたことが容易に分かります。

### Accounts（アカウント）

アカウントは暗号資産を管理するためのデジタル記録であり、ユーザーがデジタルマネー（crypto coin や token など）を送信、受信、保有できるようにします。

暗号資産を扱うにはアカウントが必要です。

アカウントには 2 種類あります：

1. *Externally owned（外部所有）:* この種類のアカウントは、private key を持つ者が操作・管理できます。取引を開始できる無料のアカウントです。
2. *Contract（コントラクト）:* この種類のアカウントは、ネットワーク上にデプロイされたコードによって制御されます。コントラクトが外部ネットワーク上で実行される際に手数料が発生し、ストレージに対しても料金がかかります。ただし、自分から取引を開始することはできず、受け取った取引に対してのみ取引を送信できます。

通常、どちらの種類のアカウントも取引を行い、smart contract とやり取りできます。

### Transactions（取引）

取引は、暗号資産の [wallet](/jp/gakushu/yogo-shu/wallet.md) におけるすべての活動のデジタル記録であり、銀行取引に似ています。一意の取引 ID、送信者と受信者のアドレス、取引額、手数料などの詳細が含まれます。

### Gas fees（ガス代）

これらは、ブロックチェーン上で取引を完了させたり smart contract を実行したりするための料金です。手数料は変動し、ネットワークが混雑している場合は上昇することがあります。

Gas fee（「gas」）は、ブロックチェーン上で取引を成功裏に完了させたり smart contract を実行したりするために必要な料金です。また、ブロックチェーン上の取引を確認・検証する miner への報酬でもあります。

Gas fee は取引ごとに異なります。たとえば、ネットワークが混雑していたり、ブロックに大量の取引が積まれていたりする場合は、より多くの gas fee を支払う必要があるかもしれません。

### Nodes（ノード）

あるブロックチェーンネットワークに接続されたすべてのコンピューターは、追加される新しいブロックそれぞれと、チェーン全体について合意する必要があります。「node」と呼ばれるこれらのコンピューターは、ブロックチェーンを利用するすべての人が同一の情報を持つことを保証します。

これらは、分散的にこの合意に達するための特別なプロセス、すなわち [consensus mechanism](/jp/gakushu/yogo-shu/consensus-mechanism.md) を使用します。

### Smart contracts

Smart contract は、ブロックチェーン上に保存されたデジタル契約です。特定の条件が満たされたときにアクションを実行する、コード化された一連のルールです。そのアクションは、たとえば coin や NFT の交換につながることがあります。

Smart contract は、ブロックチェーンにデプロイできるカスタムスクリプトに過ぎません。ほとんどの smart contract は、Python、C++、JavaScript から着想を得た Solidity プログラミング言語を使って書かれています。

一度設定されると、smart contract は通常変更できませんが、新機能や修正を加えて更新する方法はあります。

### Mining（マイニング）

Mining は、新しい暗号資産が生み出される仕組みであり、また取引がブロックチェーンに追加される前に確認される仕組みでもあります。暗号学的計算を用いて、node はブロックチェーン上の各取引を検証・保護します。これによりブロックチェーンの安全性が確保されます。

Mining は「miner」が所有する、[node](#nodes) と呼ばれる強力なネットワーク接続されたコンピューターを使って行われます。Miner はこのプロセスに多額の投資を行い、その見返りとしてブロックチェーンから報酬を得ます。

### Uncle block（アンクルブロック）、または Ommer block

時には、2 人の miner が同時にブロックを生成することがあります。公式にブロックチェーンへ追加できるブロックは 1 つだけで、それ以外の「Uncle block」と呼ばれるブロックは使用されません。

### Block explorer

Block explorer は、自分のデジタルアカウントとブロックチェーン上のリアルタイムの活動を閲覧するためのツールです。取引の確認、ブロックのデータの閲覧、暗号資産の交換や mining といったその他のブロックチェーン活動の確認ができます。


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