章
ビットコインについて知る
ビットコインはどこから来たのでしょうか?
自分のビットコイン
ビットコイン半減期
ビットコインに関する誤解
ビットコインのスケーラビリティ
ビットコインネットワークへの参加
第 1 章 - ビットコインについて知る
内容一覧
ビットコインとは何ですか?
使用は何ですか？
ビットコインの価値は何でしょうか?
どのように機能するのでしょうか?
ブロックチェーンとは何ですか?
ビットコインは合法ですか?
ビットコインの歴史
ビットコインの作成者は誰ですか?
サトシはブロックチェーン技術を発明しましたか?
ビットコイン以前のデジタルマネー
ビットコインとは何ですか?
ビットコインはデジタル形式のお金です。しかし、あなたが慣れ親しんでいる法定通貨とは異なり、それらを規制する中央銀行はありません。代わりに、ビットコイン金融システムは世界中に広がる何千ものコンピューターによって実行されています。オープンソース ソフトウェアをダウンロードすることで、誰もがエコシステムに参加できます。
ビットコインは2008年に発表され（そして2009年にローンチされた）、史上初の暗号通貨です。デジタルマネー（小文字のbで始まるビットコイン、BTC）の送受信が可能です。ビットコインの魅力は、誰にも検閲されないこと、資金を複数回使用できないこと、そしていつでもどこからでも取引ができることなどです。
それは何の用途ですか?
多くの人がビットコインを使う理由はいくつかあります。インターネットに接続できる人なら誰でも送金・受け取りができる、そのパーミッションレスな性質が多くの人に好まれています。現金に似ていますが、デジタル形式であるため、どこにでも送金でき、誰にも使用を止められません。
ビットコインの価値は何でしょうか?
ビットコインは分散化されており、検閲に耐え、安全で、国境を越えています。
この特性により、関係者が身元を明らかにする必要がない国際送金や支払いで使用する場合に魅力的になります (クレジットカードやデビット カードの場合など)。
多くの人はビットコインを消費せずに、長期保有（ホドリングとも呼ばれます）することを選択します。ビットコインは供給量が限られているため、「デジタルゴールド」と呼ばれています。一部の投資家はビットコインを価値の保存手段として捉えています。希少で生産が難しいため、金や銀などの貴金属に例えられます。
ビットコイン保有者（ビットコインを保有することを選択した所有者）は、これらの特性に加え、世界的な入手可能性と高い流動性も相まって、ビットコインが長期的な資産保管に理想的な手段であると考えています。彼らは、ビットコインの価値は時間とともに上昇し続けると考えています。
どのように機能しますか?
アリスがボブと取引する際、彼女は皆さんが想像するような方法で送金するわけではありません。ボブに1ドル札を渡すようなものではありません。アリスが（誰もが見える場所に）紙切れに「ボブに1ドル渡す」と書くようなものです。ボブが同じ金額をキャロルに送金すると、キャロルはその紙切れを見て、ボブが受け取った金額だと分かります。
この紙はブロックチェーンと呼ばれる特別なデータベースです。ネットワークに参加するすべての参加者は、それぞれのデバイスにこのデータベースの同一のコピーを保存しています。そして、それらはすべて相互に接続され、新しい情報を同期します。
ユーザーが支払いを行うと、取引は即座にピアツーピアネットワーク全体に伝播します。銀行や中央機関が送金を処理することはありません。ビットコインブロックチェーンは、新しい情報を追加するためにマイニングと呼ばれる特別なメカニズムを使用しています。このプロセスを通じて、新しい取引ブロックがブロックチェーンに記録されます。
ブロックチェーンとは何ですか?
ブロックチェーンは追記専用の台帳です。つまり、データは追加することしかできません。ブロックチェーンの各ブロックには、前のブロックとつながるリンクが含まれているため、一度情報が追加されると、それを変更したり削除したりすることは非常に困難です。
このハッシュは、実際には前のブロックのハッシュです。ハッシュ化とは、データを一方向関数に通して、入力の一意の「指紋」を生成するプロセスです。入力がわずかに変更されると、指紋は全く異なるものになります。ブロックをリンクしているため、後続のブロックを無効にせずに古いエントリを編集することは不可能です。この構造は、ブロックチェーンの安全性を高める要素の一つです。
ブロックチェーンについて詳しく知りたい場合は、「初心者向けブロックチェーン技術基本ガイド」をご覧ください。
ビットコインは合法ですか？
ビットコインはほとんどの国で完全に合法です。ただし、いくつか例外もありますので、暗号通貨に投資する前に、必ずお住まいの国の規制をご確認ください。
ビットコインが合法化されている国では、政府機関は課税に関して様々なアプローチをとっています。規制は全体的に非常に限定的であり、今後数年間で大きく変化する可能性があります。
ビットコインの歴史
ビットコインの創始者は誰ですか?
誰も知りません！ビットコインの開発者はサトシ・ナカモトという仮名を使っていましたが、その正体については何も分かっていません。サトシは一人の開発者かもしれませんし、世界中のどこかにいる開発者グループかもしれません。彼の名前は日本人ですが、流暢な英語を話すことから、多くの人が彼/彼女は英語圏の出身だと考えています。
サトシはビットコインのホワイトペーパーをソフトウェアと共に公開しました。しかし、この謎の創造者は2010年に姿を消しました。
サトシはブロックチェーン技術を開発しましたか?
ビットコインは、実は以前から存在する複数の技術を組み合わせたものです。ブロックチェーンの概念はビットコインと同時に生まれたわけではありません。このような不変のデータ構造の利用は、1990年代初頭にスチュアート・ハーバーとW・スコット・ストーネッタが文書にタイムスタンプを付与するシステムを提案した頃に遡ります。今日のブロックチェーンと同様に、タイムスタンプはデータのセキュリティを確保し、改ざんを防ぐために暗号技術を利用しています。
興味深いことに、サトシはホワイトペーパーで「ブロックチェーン」という言葉を使用していませんでした。
ブロックチェーンの歴史も参照してください。
ビットコイン以前のデジタルマネー
ビットコインはデジタル通貨の最初の試みではありませんでしたが、間違いなく最も成功した通貨でした。それ以前の構想がサトシの発明への道を拓きました。
デジキャッシュ
DigiCashは、暗号学者でありコンピュータ科学者でもあるDavid Chaum氏によって1980年代後半に設立された企業です。Chaum氏自身が執筆した論文（詳細はこちら）に基づき、DigiCashはオンライン取引におけるプライバシー重視のソリューションとして導入されました。
DigiCashは中央集権型のシステムモデルを採用していましたが、それでも興味深い実験でした。同社は後に倒産しましたが、チャウム氏はその理由を、eコマースが本格的に普及する以前に設立されたことにあると考えています。
Bマネー
B-moneyは、1990年代にコンピュータ科学者のWei Dai氏が発表した提案書の中で最初に説明されました。後にビットコインのホワイトペーパーで引用されたのも当然のことです。
b-moneyは、ビットコインマイニングで使用されているプルーフ・オブ・ワーク（PoW）システムを提案し、ユーザーがトランザクションに署名する分散型データベースを採用しました。b-moneyの第2バージョンでは、今日の多くの暗号通貨でも使用されているステーキングに似たアイデアも説明されていました。
結局、b-moneyはコンセプト開発段階を越えられず、ローンチには至りませんでした。ビットコインは明らかにDaiのコンセプトからインスピレーションを得ているようです。
ビットゴールド
ビットゴールドとビットコインの類似性から、その作成者であるコンピューター科学者ニック・サボはサトシ・ナカモトであると考える人もいます。ビットゴールドは基本的に、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）の運用から得られた一連のデータを記録する台帳で構成されています。
b-moneyと同様に、Bit Goldもその後開発は行われませんでした。しかし、このデジタル通貨はビットコインとの類似性から、「ビットコインの先駆け」としての地位を確固たるものにしています。
第 2 章 - ビットコインはどこから来るのか?
目次
新しいビットコインはどのように生成されるのでしょうか?
ビットコインは何枚ありますか？
ビットコインのマイニングはどのように機能しますか?
1ブロックをマイニングするにはどれくらいの時間がかかりますか?
新しいビットコインはどのように生成されるのでしょうか?
ビットコインの供給量は限られていますが、まだ全量が流通しているわけではありません。これらのコインを生成する唯一の方法は、マイニングと呼ばれるプロセス、つまりブロックチェーンにデータを追加するための特殊なメカニズムです。
ビットコインは何枚ありますか？
プロトコルでは、ビットコインの最大発行枚数は2100万枚と規定されています。2020年時点では、発行枚数の約90%が既に生成されていますが、残りの発行枚数を生成するには100年以上かかると予想されています。これは、マイニング報酬が徐々に減少する半減期と呼ばれる定期的なイベントによるものです。
ビットコインのマイニングはどのように機能しますか?
マイニングによって、参加者はブロックチェーンにブロックを追加します。そのためには、暗号パズルを解くための計算能力を犠牲にしなければなりません。インセンティブとして、有効なブロックを提出した人には誰でも報酬が与えられます。
ブロック生成にはかなりのコストがかかりますが、その有効性の検証は安価です。誰かが不正なブロックを提案して不正行為をしようとした場合、ネットワークは即座にそれを拒否し、問題のマイナーはマイニングコストを補うための報酬を受け取ることができません。
マイニング報酬（ブロック報酬とも呼ばれる）は、取引手数料とブロック補助金という2つの要素で構成されます。ブロック補助金は、「新鮮な」ビットコインの唯一の供給源です。マイニングされたブロックごとに、総供給量に一定数のビットコインが追加されます。
1ブロックをマイニングするにはどれくらいの時間がかかりますか?
プロトコルは、新しいブロックを見つけるのに約10分かかるようにマイニングの難易度を調整します。ブロックは必ずしも前のブロックからちょうど10分後に見つかるわけではなく、必要な時間はこの値を中心に変動します。
第3章 ビットコインの所有
目次
ビットコインを購入するには？
クレジットカード/デビットカードでビットコインを購入する方法
ピアツーピア市場でビットコインを購入する方法
ビットコインで何が買えますか？
ビットコインはどこで使えますか？
ビットコインを紛失したらどうなりますか？
ビットコイン取引を元に戻すことはできますか?
ビットコインでお金を稼ぐことはできますか？
ビットコインを保管するには？
Binanceでビットコインを保管する
ビットコインウォレットにコインを保管する
ホットウォレット
コールドウォレット
ビットコインを購入するには？
クレジットカード/デビットカードでビットコインを購入する方法
Binanceでは、ブラウザから簡単にビットコインを購入できます。手順は以下のとおりです。
暗号通貨の売買ページへアクセスしてください。
購入したい暗号資産と支払いに使用する通貨を選択します。
Binance にログインするか、まだアカウントをお持ちでない場合は登録してください。
支払い方法を選択してください。
プロンプトが表示されたら、カードの詳細を入力し、本人確認を完了します。
これで完了です！ビットコインはBinanceアカウントに入金されます。
ピアツーピア市場でビットコインを購入する方法
ピアツーピアのマーケットプレイスでビットコインを売買することもできます。このマーケットプレイスでは、Binanceモバイルアプリを通じて他のユーザーから直接コインを購入できます。手順は以下のとおりです。
アプリを開いて、ログインまたは登録します。
「ワンクリックで売る」を選択し、ページの左上隅にある「購入」メニューを選択します。
いくつかのオファーが表示されますので、希望するオファーで「購入」を選択してください。
他の暗号通貨 (「暗号通貨で支払う」メニュー) または法定通貨 (「法定通貨で支払う」メニュー) で支払うことができます。
以下にお支払い方法の選択肢がございますので、ご希望の方法をお選びください。
「BTC を購入」を選択します。
お支払い手続きを行ってください。完了したら、「支払い済みとしてマーク」を選択して確定してください。
売り手がコインをあなたに送れば、取引は成功します。
暗号通貨を所有したいですか？Binanceでビットコインを購入しましょう！
ビットコインで何が買えますか？
ビットコインで買えるものはたくさんあります。現状では、ビットコインを受け付けている実店舗を見つけるのは難しいかもしれません（不可能ではありませんが）。しかし、様々なサービスのギフトカードを受け付けている、または購入できるウェブサイトは見つかります。
ビットコインで購入できるものは以下のとおりです。
航空券
ホテルの部屋
不動産
食品・飲料
衣類
ギフトカード
オンライン購読
ビットコインはどこで使えますか？
ビットコインは様々な場所で使えます！いくつか見てみましょう。
トラベルバイビット
世界中を旅しながらクレジットカード手数料を節約！TravelbyBitなら、ビットコインなどの暗号通貨で航空券やホテルを予約できます。登録して暗号通貨で予約すると、購入金額が10%割引になります。
費やす
Spendabitは、ビットコインで購入できる商品を検索できる検索エンジンです。購入したい商品を検索すると、ビットコインでの支払いに対応している店舗が見つかります。
コインマップ
お近くの仮想通貨ショップとATMをすべて検索できます。ビットコインを使いたい場合や、ビットコインが使える場所を探したい場合に最適なオプションです。
ビットリフィル
数百ものサービスで使えるギフトカードを購入したり、ビットコインなどの暗号通貨で携帯電話にチャージしたりできます。手続きも簡単で、ライトニングネットワークを使った支払いも可能です。
暗号通貨を決済手段として受け入れている小売業者のヒートマップ。出典：https://coinmap.org/
ビットコインを紛失したらどうなりますか？
銀行が介在しないため、コインのセキュリティはお客様ご自身の責任となります。取引所に保管することを好む人もいれば、複数のウォレットに保管することを好む人もいます。ウォレットを使用する場合は、シードフレーズを書き留めて安全に保管することが重要です。
ビットコイン取引を元に戻すことはできますか?
ブロックチェーンに一度追加されたデータは削除が困難です（実際にはほぼ不可能です）。つまり、一度取引を行うと、取り消すことはできません。送金するアドレスが正しいことを常に確認する必要があります。
理論的にトランザクションを元に戻す方法の例については、「52% 攻撃とは何ですか?」を参照してください。
ビットコインでお金を稼ぐことはできますか？
ビットコインで利益を得ることはできますが、損失を出す可能性もあります。一般的に、長期投資家はビットコインの価格が将来上昇すると信じて購入し、保有します。短期または中期的な利益を得るために、ビットコインを他の仮想通貨と交換することを選択する人もいます。どちらの戦略もリスクは高いですが、低リスクのアプローチよりも利益率が高い場合が多いです。
一部の投資家はハイブリッド戦略を採用しています。彼らはビットコインを長期投資として保有しながら、一部を（別のポートフォリオで）短期的に取引します。ポートフォリオにおける資産配分に正解や不正解はありません。投資家ごとにリスク選好や目標が異なるからです。
レンディングは、最近人気が高まっている新しい形の不労所得です。他人にコインを貸し出すことで、利息を得ることができ、その利息は後で返済されます。Binance Lendingのようなプラットフォームでは、ビットコインやその他の暗号通貨でレンディングが可能です。
ビットコインを保管するには？
コインを保管する方法はいくつかありますが、それぞれに長所と短所があります。
Binanceでビットコインを保管する
カストディアルソリューションとは、ユーザーが実際に自身のコインを保有するのではなく、第三者に保管を委託するストレージを指します。取引を行うには、ユーザーは第三者のプラットフォームにログインします。Binanceなどの取引所は、取引の効率性が高いため、このモデルをよく採用しています。
Binance にコインを保管すると、取引や貸し出しが容易になります。
ビットコインウォレットにコインを保管する
非カストディ型ソリューションはその逆で、ユーザーが資金に全責任を負います。このソリューションで資金を保管するには、ウォレットを使用します。ウォレットはコインを直接保管するのではなく、ブロックチェーン上でコインのロックを解除する暗号鍵を保管します。ウォレットには2つの選択肢があります。
ホットウォレット
ホットウォレットとは、何らかの方法でインターネットに接続するソフトウェアです。通常、コインを簡単に送受信するには、モバイルアプリまたはデスクトップアプリが必要です。幅広いコインに対応し、使いやすいモバイルウォレットの一例として、Trust Walletが挙げられます。オンラインであるため、ホットウォレットは決済に便利に見えるかもしれませんが、攻撃に対して非常に脆弱です。
コールドウォレット
インターネットに接続されていない暗号通貨ウォレットはコールドウォレットと呼ばれます。オフラインであるため攻撃を受けにくいものの、操作が複雑になる傾向があります。このようなウォレットの例としては、ハードウェアウォレットやペーパーウォレットなどがあります。
さまざまな種類のウォレットの詳細については、「暗号通貨ウォレットの種類の説明」をご覧ください。
第4章 ビットコインの半減期
目次
ビットコインの半減期とは何ですか?
ビットコインの半減期はどのように機能しますか?
ビットコインの半減期はなぜ起こるのでしょうか?
ビットコインの半減期の影響は何ですか?
次のビットコイン半減期はいつ起こるのでしょうか?
ビットコインの半減期とは何ですか?
ビットコインの半減期（ビットコイン半減期とも呼ばれる）とは、ブロック報酬の削減です。半減期が発生すると、ブロックを検証したマイナーへの報酬が半減します（元の金額の半分しか受け取れません）。ただし、取引手数料には影響はありません。
ビットコインの半減期はどのように機能しますか?
ビットコインが発売されたとき、マイナーは有効なブロックごとに50 BTCの報酬を受け取りました。
最初の半減期は2012年11月28日に発生しました。当時、プロトコルはブロック補助金を50BTCから25BTCに削減しました。2回目の半減期は2016年7月9日に発生し、25BTCから12.5BTCに削減されました。次の半減期は2020年5月に発生すると予想されており、補助金は6.25BTCに増加します。
ここでパターンに気付くかもしれません。半減期は4年ごとに発生しているようです。これは仕様ですが、プロトコルでは具体的な日付は指定されていません。代わりにブロックの高さに基づいて計算されており、半減期は21万ブロックごとに発生します。つまり、補助金が半減するには210万分かかると推定できます。（1ブロックのマイニングには10分かかることを思い出してください。）
上のグラフでは、ブロック補助金の減少の推移と総供給量との関係を見ることができます。当初は、報酬がゼロに減少し、流通している供給量が最大になっているように見えますが、実際にはそうではありません。曲線はほぼ一定の傾向を示していますが、補助金は2140年頃にゼロになると予想されます。
ビットコインの半減期はなぜ起こるのでしょうか?
これはビットコインのセールスポイントの一つですが、サトシ・ナカモトは供給量を2100万個に制限した理由を詳しく説明したことがありません。これは単に50BTCのブロック補助金から始まり、21万ブロックごとに半減するだけの単純な製品だと考える人もいます。
供給量が限られているため、通貨は長期的な価値下落の影響を受けにくい。これは、新たな通貨が流通するにつれて購買力が低下する法定通貨とは対照的である。
したがって、コインマイニングに速度制限を設けるのは理にかなっています。50%はブロック210,000（例えば2012年）で生成されました。補助金が同じままであれば、2016年までにすべてのユニットがマイニングされていたでしょう。
半減期メカニズムにより、100年以上マイニングを続けるインセンティブが生まれます。これにより、システムはユーザーを引きつけ、手数料市場を発展させるのに十分な時間を確保できます。
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ビットコインの半減期の影響は何ですか?
半減期の影響を最も受けるのはマイナーです。ブロック補助金は彼らの収入の大きな部分を占めているため、これは当然のことです。ブロック補助金が半減すると、マイナーが受け取る金額は通常の半分になります。また、この報酬には取引手数料も含まれていることも覚えておくことが重要です。
したがって、半減期によってマイニングプロセスが採算が取れなくなり、一部の参加者がマイニングをやめてしまう可能性があります。これが業界全体にどのような影響を与えるかは誰にも分かりません。ブロック報酬の減少は、マイニングプールの中央集権化につながる可能性があり、あるいはより効率的なマイニング慣行を促進する可能性さえあります。
ビットコインがプルーフ・オブ・ワーク（PoW）アルゴリズムに依存し続ける場合、マイニングの収益性を維持するために手数料を引き上げざるを得なくなります。ブロックには大量のトランザクションが保存できるため、このシナリオは起こり得る可能性が非常に高いでしょう。保留中のトランザクションが多数ある場合、手数料の高いトランザクションが優先的に処理されます。
歴史的に、ビットコインの価格は半減期後に急騰してきました。しかし、これまでに報告されている半減期は2回のみであるため、これに関するデータは限られています。多くの人は、この価格変動は半減期をきっかけに市場がビットコインの希少性を高めたことによるものだと考えています。この説を支持する人々は、2020年5月に予定されている次の半減期後にビットコインの価値が再び急騰すると考えています。
この論理に反対する者もおり、市場は既に半減期を現在の価格に織り込んでいると主張しています（効率的市場仮説参照）。半減期は驚きではありませんでした。参加者は10年以上前から、2020年5月に報酬が減少することを知っていたからです。また、よく挙げられるもう一つの議論は、最初の2回の半減期の間、業界が著しく未発達だったというものです。今日では、業界はより明確なプロフィールを持ち、洗練された取引ツールを提供し、より幅広い投資家層に対応しています。
次のビットコイン半減期はいつ起こるのでしょうか?
次の半減期は2020年5月に発生し、報酬は6.25BTCに減少すると予想されています。Binance Academyページの「ビットコイン半減期カウントダウン」でカウントダウンをご確認ください。
第5章 ビットコインに関する誤解
目次
ビットコインは匿名ですか？
ビットコインは詐欺ですか？
ビットコインは単なるバブルなのか？
ビットコインは暗号化を使用していますか?
ビットコインは匿名ですか？
実際にはそうではありません。ビットコインは一見匿名に見えるかもしれませんが、実際はそうではありません。ビットコインのブロックチェーンは公開されており、誰でも取引を閲覧できます。あなたの身元はブロックチェーン上のウォレットアドレスに紐付けられていませんが、適切なデータソースを持つ監視者であれば、両者を結び付けることができます。ビットコインは仮名性がある、と表現した方が正確かもしれません。ビットコインのアドレスは誰でも見ることができますが、所有者の名前は見えません。
とはいえ、このシステムのプライバシーは比較的高いと言えるでしょう。ビットコインの使い道が他人に知られにくくする方法さえあります。現在利用可能な技術では、アドレス間の「リンクを切断」することが可能です。さらに、将来の改良によってプライバシーが大幅に向上する可能性があります。例えば、「Understanding Confidential Transactions（秘密取引について）」をご覧ください。
ビットコインは詐欺ですか？
いいえ。法定通貨と同様に、ビットコインも違法行為に利用される可能性があります。しかし、だからといってビットコインが詐欺や不正行為であるわけではありません。
ビットコインは誰にも支配されないデジタル通貨です。批判する人たちはこれをねずみ講と呼ぶかもしれませんが、それは明らかに誤りです。定義に当てはまらないからです。デジタル通貨であるビットコインは、1コインの価値が20ドルであろうと2万ドルであろうと、同じように機能します。過去10年間で、この技術は極めて安全で信頼できることが証明されてきました。
残念ながら、ビットコインは詐欺によく利用されており、注意が必要です。こうした詐欺には、フィッシングや、偽の景品やエアドロップといったソーシャルエンジニアリングの手法など、様々な形態があります。一般的に、良すぎる話は、おそらく嘘です。秘密鍵やシードフレーズを決して他人に教えないでください。また、リスクをほとんど負わずに資金を2倍にすると謳う詐欺には注意が必要です。詐欺師や偽の景品にビットコインを送った場合、返金を期待することはできません。
ビットコインは単なるバブルなのか？
ビットコインの急騰が続く中、これを投機バブルと呼ぶ人々がよく見られる。多くの経済学者は、ビットコインをチューリップバブルやドットコムバブルに例えている。
ビットコインは分散型デジタル商品という独自の性質を持つため、その価格は自由市場における投機によって完全に決定されます。ビットコインの価格を左右する要因は数多くあり、最終的には市場の需給に影響を与えます。ビットコインは希少性が高いため、長期的には需要が供給を上回ると予想されます。
暗号資産市場は、従来の市場と比較すると依然として比較的小規模です。そのため、ビットコインをはじめとする暗号資産は価格変動が大きくなりやすく、短期的な需給バランスの崩れが見られることも珍しくありません。
言い換えれば、ビットコインは現在、ボラティリティの高い資産と言えるでしょう。しかし、このボラティリティは金融市場、特に取引量と流動性が比較的低い市場にはつきものです。
ビットコインは暗号化を使用していますか?
いいえ。これはよくある誤解です。ビットコインのブロックチェーンは暗号化を使用しません。ネットワーク上のすべてのピアは、トランザクションの有効性を確認するために、その内容を読み取る必要があります。代わりに、デジタル署名とハッシュ関数が使用されます。一部のデジタル署名アルゴリズムは暗号化を使用していますが、ビットコインではそうではありません。
ただし、多くの暗号資産アプリやウォレットは、ユーザーのパスワードを保護するために暗号化を使用していることに注意が必要です。ただし、この暗号化方式はブロックチェーンとはまったく関係がなく、ブロックチェーンを利用する他の技術に組み込まれているだけです。
第6章 ビットコインのスケーラビリティ
目次
スケーラビリティとは何ですか?
ビットコインはなぜ容量を拡張する必要があるのでしょうか?
ビットコインはいくつのトランザクションを処理できますか?
ライトニングネットワークとは何ですか?
フォークとは何ですか?
ソフトフォーク
ハードフォーク
スケーラビリティとは何ですか?
スケーラビリティとは、需要の増加に対応するためのシステムの拡張能力の尺度です。リクエストが殺到するウェブサイトを運営している場合は、サーバーを追加することで対応できます。より負荷の高いアプリケーションをコンピューターで実行したい場合は、コンポーネントをアップグレードできます。
暗号通貨の文脈では、この用語は、より多くのトランザクションを処理できるようにブロックチェーンをアップグレードすることの容易さを表すために使用されます。
ビットコインはなぜ容量を拡張する必要があるのでしょうか?
日常的な決済機能を果たすには、ビットコインは高速でなければなりません。現在、ビットコインのスループットは比較的低く、ブロックごとに処理できるトランザクション数には限りがあります。
前章で学んだように、マイナーはブロック報酬の一部として取引手数料を受け取ります。ユーザーは、マイナーがブロックチェーンに自分を追加するインセンティブとして、これらの手数料を取引に加算します。
マイナーはハードウェアと電力への投資を回収しようと努めるため、手数料の高い取引を優先します。ネットワークの「待合室」（メモリプールと呼ばれる）に多くの取引がある場合、ユーザーが自分の取引を優先的に処理させようと入札するため、手数料が大幅に上昇する可能性があります。少なくとも、平均手数料は50ドルを超えています。
ビットコインはいくつのトランザクションを処理できますか?
ブロックあたりの平均取引数に基づくと、ビットコインは現在1秒あたり約5件の取引を処理できます。これは、中央集権型の決済ソリューションと比べて大幅に低い数値です。
ビットコインは、単一の組織によっていつでもアップグレード可能なデータセンターによって管理されていないため、ブロックサイズを制限する必要があります。1秒あたり1万件のトランザクションを可能にする新しいブロックサイズを導入することは可能ですが、これはネットワークの分散性を損なうことになります。フルノードは約10分ごとに新しい情報をダウンロードする必要があることに留意してください。負荷が過度に高くなると、ネットワークがオフラインになる可能性があります。
このプロトコルが支払いに使用される場合、ビットコインの支持者は、スケーラビリティを実現するための他のより効果的な方法があり、それが実現される必要があると考えています。
ライトニングネットワークとは何ですか?
ライトニングネットワークはビットコインのスケーラビリティソリューションです。トランザクションをブロックチェーンから切り離すため、レイヤー2ソリューションと呼ばれています。すべてのトランザクションはベースレイヤーに記録されるのではなく、その上に構築された別のプロトコルに転送されます。
ライトニングネットワークは、ユーザーがほぼ瞬時に自由に資金を送金することを可能にします。スループットの制約はありません（ユーザーが送受信できる容量がある限り）。ビットコインライトニングネットワークを利用するには、2人の参加者がそれぞれのコインの一部を特別なアドレスにロックする必要があります。このアドレスには、両者が同意した場合にのみビットコインを解放するという独自の特性があります。
そこから、当事者はメインチェーンに通知することなく残高を移動できるプライベート台帳を維持します。取引が完了した場合にのみブロックチェーンに公開します。その後、プロトコルが残高を更新します。ただし、当事者が互いに信頼関係を築く必要はありません。誰かが不正行為を試みた場合、プロトコルがそれを検出し、罰則を与えます。
全体として、このような決済チャネルでは、ユーザーからのオンチェーントランザクションは2つだけです。1つはアドレスへの資金の入金、もう1つはコインの出金です。つまり、数千件の送金を同時に実行できるということです。さらなる開発と最適化により、この技術はより大規模なブロックチェーンシステムの重要な構成要素となる可能性があります。
スケーラビリティとその潜在的なソリューションの詳細な説明については、「ブロックチェーンのスケーラビリティ - サイドチェーンと支払いチャネル」をお読みください。
フォークとは何ですか?
ビットコインはオープンソースであるため、誰でもソフトウェアを改変できます。必要に応じて新しいルールを追加したり、古いルールを削除したりできます。ただし、すべての変更が同じように行われるわけではありません。一部のアップデートではノードがネットワークと互換性がなくなる一方、他のアップデートでは下位互換性が確保されます。
ソフトフォーク
ソフトフォークとは、更新されたノードがレガシーノードと連携できるようにするルール変更です。ブロックサイズを例に挙げてみましょう。ブロックサイズが2MBで、ネットワークの半分がこの変更を実装したとします。すると、今後すべてのブロックは1MB以下になり、それを超えるブロックは即座に拒否されます。
古いノードは引き続きこれらのブロックを受信できるため、実行されているバージョンに関係なく、すべてのノードは同じネットワークの一部のままになります。
下の図では、古いノードと更新されたノードの両方で、より小さなブロックが受け入れられていることがわかります。ただし、新しいノードは既に新しいルールに従っているため、2MBのブロックを認識しません。
Bitcoin Segregated Witness（SegWit）はソフトフォークの一例です。巧妙なエンジニアリングを駆使し、新しいブロックとトランザクション形式を導入します。古いノードは引き続きブロックを受け入れますが、新しいトランザクション形式を検証しません。
ハードフォーク
ハードフォークはさらに複雑です。ネットワークの半分のノードがブロックサイズを2MBから3MBに増やしたいとします。3MBのブロックを古いノードに送信しようとすると、ルールで2MBが受け入れ可能な最大サイズと明確に定められているため、古いノードはブロックを拒否します。2つのネットワークは互換性がなくなるため、ブロックチェーンは2つに分割されます。
上の図の黒いチェーンは元のチェーンです。ハードフォークはブロック2で発生しました。ここで、アップグレードされたノードはより大きなブロック（緑色）を生成し始めました。古いノードはこれを認識しなかったため、別々のパスを続けました。現在は2つのブロックチェーンがありますが、ブロック2以前は同じブロックチェーンでした。
現在、2つの異なるプロトコルが存在し、それぞれ独自の通貨を持っています。旧プロトコルの残高はすべてコピーされます。つまり、元のチェーンに20BTCある場合、新しいチェーンにも20NewBTCがコピーされます。
2017年、ビットコインは上図のようなシナリオで物議を醸すハードフォークを経験しました。少数の参加者は、スループットの向上と取引手数料の削減を目的としてブロックサイズの増加を望みました。一方で、スケーラビリティ戦略として不適切だとする意見もありました。最終的に、このハードフォークによってビットコインキャッシュ（BCH）が誕生しました。BCHはビットコインネットワークから分離し、現在では独自のコミュニティとロードマップを有しています。
フォークの詳細については、「ハードフォークとソフトフォーク」を参照してください。
第7章 ビットコインネットワークへの参加
目次
ビットコインノードとは何ですか?
どのように機能しますか?
フルノード
ライトノード
マイニングノード
ビットコインのフルノードを実行する方法
ビットコインのマイニング方法
1ビットコインを採掘するにはどれくらい時間がかかりますか?
誰がビットコインのコードに貢献できるのでしょうか?
ビットコインノードとは何ですか?
「ビットコインノード」とは、ビットコインネットワークと何らかの形でやり取りするプログラムを指す用語です。ビットコインウォレットを操作する携帯電話から、ブロックチェーンの完全なコピーを保存するための専用コンピューターまで、多岐にわたります。
ノードにはいくつかの種類があり、それぞれ特定の機能を持っています。それらはすべてネットワーク内の通信ポイントとして機能します。システム内では、これらのノードはトランザクションとブロックに関する情報を送信します。
どのように機能しますか?
フルノード
フルノードは、トランザクションとブロックが特定の要件（一連のルールに従って）を満たしている場合に、それらを検証します。ほとんどのフルノードは、ビットコインプロトコルの特殊な実装であるビットコインコアソフトウェアを実行しています。
Bitcoin Coreは、2009年にサトシ・ナカモトによってリリースされたプログラムです。当時は単にBitcoinと呼ばれていましたが、後に混乱を避けるために名称が変更されました。Bitcoin Coreと互換性があれば、他の実装も使用できます。
フルノードはビットコインの分散化に不可欠な要素です。ブロックとトランザクションをダウンロード・検証し、ネットワーク全体に伝播させます。これらのノードは提供された情報の真正性を独立して検証するため、ユーザーは第三者に頼る必要がありません。
フルノードがブロックチェーンの完全なコピーを保持している場合、それはフルアーカイブノードと呼ばれます。しかし、一部のユーザーはスペースを節約するために古いブロックを破棄します。ビットコインのブロックチェーンには200GBを超える取引データが含まれています。
ビットコインのフルノードの世界的な展開。出典：bitnodes.earn.com
ライトノード
ライトノードはフルノードほど強力ではありませんが、それほど多くの電力を必要としません。このタイプのノードでは、ユーザーはフルノードで実行されるすべての操作を実行することなく、ネットワークとやり取りできます。
フルノードはすべてのブロックをダウンロードして検証しますが、ライトノードは各ブロックの一部（ブロックヘッダーと呼ばれる）のみをダウンロードします。ブロックヘッダーは非常に小さいですが、そこに含まれる情報により、ユーザーは自分のトランザクションが特定のブロックに含まれていることを検証できます。
ライトノードは、帯域幅や容量が限られているデバイスに最適です。デスクトップウォレットやモバイルウォレットでは、このタイプのノードがよく使用されています。ただし、ライトノードは検証を実行できないため、フルノードに依存します。
マイニングノード
マイニングノードは、ブロック生成という追加タスクを実行するフルノードです。前述の通り、ブロックチェーンにデータを追加するには、専用の機器とソフトウェアが必要です。
マイニングノードは保留中のトランザクションを受け取り、他の情報と共にハッシュ化して数値を生成します。その数値がプロトコルによって設定された目標値を下回った場合、ブロックは有効となり、他のフルノードに伝播されます。
しかし、独立してマイニングを行うには、マイナーはフルノードを実行する必要があります。そうしないと、どのトランザクションをブロックに含めるべきか分からなくなってしまいます。
参加者がマイニングしたいがフルノードを使いたくない場合は、必要な情報を提供するサーバーに参加できます。プール（他の参加者と共同作業）でマイニングする場合は、フルノードを実行するのは1人だけで済みます。
各ノードの違いを説明するには、「ノードとは?」をお読みください。
ビットコインのフルノードを実行する方法
フルノードは開発者、トレーダー、そしてエンドユーザーにメリットをもたらします。Bitcoin Coreを自身のハードウェアで実行することで、プライバシーとセキュリティが強化され、ビットコインネットワーク全体が強化されます。フルノードがあれば、エコシステムとのやり取りを他者に依存する必要がなくなります。
ビットコインに特化した多くの企業が、プラグアンドプレイ型のノードを提供しています。組み立て済みのハードウェアがユーザーに配送され、ユーザーは電源を入れるだけでブロックチェーンのダウンロードを開始できます。これは技術的な知識がない人にとっては便利ですが、自分で構築するよりもはるかに高価になる傾向があります。
実際、古いPCやノートパソコンでも十分です。普段使っているパソコンでノードを実行するのは推奨されません。速度が大幅に低下する可能性があるためです。ブロックチェーンは常に成長しているため、ダウンロードに十分なメモリがあることを確認する必要があります。
ブロックサイズに大きな変更がない限り、1TBのハードドライブは今後数年間は十分でしょう。その他の要件としては、2GBのRAM（ほとんどのコンピューターはこれ以上の容量を備えています）と十分な帯域幅が挙げられます。
ここから、bitcoin.org のフルノード実行に関する完全なガイドに従うことができます。
ビットコインのマイニング方法
ビットコインの初期には、従来のノートパソコンを使って新しいブロックを作成できました。当時、このシステムはまだ広く普及していなかったため、マイニングにおける競争はほとんどありませんでした。活動が非常に限られていたため、プロトコルは自然にマイニングの難易度を低く抑えていました。
ネットワークのハッシュレートが上昇するにつれて、参加者は競争力を維持するために機器をアップグレードする必要が生じます。様々なハードウェアタイプの移行に伴い、マイニング業界はついに特定用途向け集積回路（ASIC）の時代へと突入しました。
名前が示す通り、これらのデバイスは特定の目的のために設計されています。非常に効率的ですが、単一のタスクしか実行できません。つまり、マイニングASICは、マイニングのみに使用され、他の用途はない特殊なコンピューターです。ビットコインASICはビットコインをマイニングできますが、異なるアルゴリズムを使用するコインをマイニングすることはできません。
ビットコインのマイニングには現在、ハードウェアだけでなく電力にも多額の投資が必要です。執筆時点では、高性能なマイニングリグは1秒間に10兆回以上の演算処理を実行できます。ASICマイナーは効率が高い一方で、膨大な量の電力を消費します。複数のマイニングリグと安価な電力を利用できる場合を除き、ビットコインマイニングで利益を得ることは不可能です。
しかし、必要なリソースがあれば、マイニングを始めるのは非常に簡単です。多くのASICには専用のソフトウェアがプリインストールされています。最も人気のある選択肢は、マイニングプールでマイニングすることです。これは、他のユーザーと協力してブロックを見つける方法です。成功した場合、ハッシュレートに比例したブロック報酬の一部を受け取ります。
ソロマイニング、つまり一人で作業することも可能です。ブロックを生成する確率は低くなりますが、有効なブロックを見つければ報酬はすべて手に入ります。
1ビットコインを採掘するにはどれくらい時間がかかりますか?
この質問に明確な答えを出すのは困難です。考慮すべき変数がいくつかあるからです。コインをマイニングできる速度は、利用可能な電力量とハッシュレートに依存します。また、マイニング機器の運用コストも考慮する必要があります。
ビットコインマイニングから得られる収入を把握するには、マイニング計算機を使用してコストを見積もることができます。
誰がビットコインのコードに貢献できるのでしょうか?
ビットコインソフトウェアはオープンソースであり、誰でも貢献できます。7万行を超える既存コードに追加する新機能の提案やレビューが可能です。また、バグ報告、ドキュメントの翻訳・更新も可能です。
ソフトウェアの変更は厳格なレビュープロセスを経て行われます。何千億ドルもの資産を扱うソフトウェアには、いかなる脆弱性も存在してはなりません。
Bitcoin に貢献することに興味があり、参加したい場合は、Jimmy Song のブログ ページ、または Bitcoin Core Web サイトを必ずチェックしてください。