1. 基本概念
ブロックチェーンは、分散型のデジタル台帳技術であり、データをブロックの形でつなげてチェーンを形成することを基本思想としています。各ブロックには、前のブロックのハッシュ値、対応するタイムスタンプ、およびトランザクション情報が含まれており、改ざんできないチェーンシステムを構成しています。
ブロックチェーンは、増え続ける公共の台帳として考えることができ、この台帳は参加者間のすべてのトランザクション情報を記録しています。この台帳は、連結された一連の「ブロック」で構成されており、各ブロックには一定数のトランザクションレコードが含まれています。
ブロックチェーンの分散型の特性は、現実の取引における銀行などの単一の管理者ではなく、ネットワーク内の複数のノードによって共同で維持されることを意味します。この分散型の構造は、システムのセキュリティと攻撃への耐性を向上させます。
2. 運作メカニズム
ブロックチェーンのリンク方法
ブロック - 立方体と考えることができ、データ、ハッシュ値（シール）、前のブロックのハッシュ値が格納されています。
ハッシュ値 -「指紋」と考えることができ、前のブロックと次のブロックの両方に指紋があり、前後のブロックの指紋が一致する場合、つまりハッシュ値が対応する場合、これらのブロックはリンクできます。ハッシュ値が一致しない場合、ブロックはリンクできません。
ブロック
前鑑 Pre-Hash
各ブロックは、コンピュータの計算によってハッシュ値が生成され、2 番目のブロックの前鑑に保存されます。ハッシュ値は一意であり、ブロックの内容が変更されるとハッシュ値も変化します。
ブロック時間 Block Time
ブロックが形成される時間を記録します。
レコード Records
保存する必要があるすべての情報を記録します。
トランザクション情報やその他の情報などが含まれます。
3. 三つの共識メカニズム
共識メカニズムとは
共識メカニズムは、特定のノードの投票によって、短時間でトランザクションの検証と確認を完了することを指します。あるトランザクションに関係のない複数のノードが共識に達することができれば、ネットワーク全体がその共識に達することができると言えます。
なぜ共識メカニズムが必要なのか
分散型システムでは、異なるホストが非同期通信方式でネットワーククラスタを構成しています。各ホストが一致した状態の共識を達成するためには、ホスト間で状態の複製が必要です。非同期システムでは、さまざまな問題が発生する可能性があります。たとえば、ホストが障害で通信できない場合や、性能が低下する場合、ネットワークが混雑して遅延する場合など、さまざまな故障がシステム内でエラーメッセージを広める可能性があります。したがって、信頼性のない非同期ネットワークでインターネットベースの分散型台帳を構築するためには、分散型システムで状態の共識を達成するための既存のアルゴリズムを参考にする必要があります。ネットワーク内でのブックノードの選択メカニズムを決定し、ブックデータがネットワーク全体で正確で一貫した共識を形成する方法を確保する必要があります。
Pow プルーフオブワーク
ビットコインはこの共識メカニズムを使用しています。Pow では、マイナー（コンピュータ）が特定の条件を満たすハッシュ値を大量に計算することで、ブロックを採掘するプロセスです。正しい答えを最初に見つけたマイナーは、ブロックの作成権を得ることができます。要するに、労働が多ければ多いほど、計算が速くなり、ブロックの作成権を得る確率が高くなります。
Pos プルーフオブステーク
現在、イーサリアムはこの共識メカニズムを使用しています。Pos では、合理的なハッシュ値を見つけるために計算を行う必要があります。ただし、Pos では、ステークホルダーは、保有している暗号通貨の量（通常はそのブロックチェーンのローカルトークン）の割合に基づいて検証者に選ばれます。したがって、より多くのトークンを保有している検証者の方が、ブロックの作成権を得る可能性が高くなります。
DPos プルーフオブステーク
取締役会の投票に似ており、所有者は一定数のノードを投票し、彼らによる検証とブロックの作成を代理させます。このアルゴリズムでは、所有者は自分の投票権を他の人に委任することができ、彼らによって会社の意思決定を代理させることができます。
4. 分類
パブリックチェーン（誰でも参加できる）
パブリックチェーンは、世界中の誰でも読み取ることができ、誰でもトランザクションを送信し、有効な確認を受けることができ、誰でも共識プロセスに参加できるブロックチェーンです。共識プロセスは、どのブロックがブロックチェーンに追加され、現在の状態が明確にされるかを決定します。パブリックチェーンは通常、「完全に分散型」と見なされます。パブリックチェーンには、ビットコイン、イーサリアム、ハイパーレジャー、スマートコントラクトなどが含まれます。パブリックチェーンの始祖はビットコインブロックチェーンです。
プライベートチェーン（個人またはエンティティに開放）
プライベートチェーンは、書き込み権限が組織内に限定されたブロックチェーンを指します。読み取り権限は公開されるか、あるいは任意の程度で制限されることがあります。プライベートチェーンは、非常に高速なトランザクション、より良いプライバシーの保護、トランザクションコストの大幅な削減、および基本的な製品の保護に役立ちます。
コンソーシアムチェーン（特定の組織団体に開放）
特定のグループのメンバーや限られた第三者に対してのみ開放されるチェーンで、内部で複数のプリセットノードがブックキーパーとして指定され、各ブロックの生成はすべてのプリセットノードによって共同で決定されます。
5. 特徴
分散化（Desentralization）
ブロックチェーン技術は、第三者の管理機関やハードウェアインフラストラクチャ（WeChat の台帳はテンセントが管理し、Taobao の台帳はアリババが管理しているなど）に依存しません。中央の制御はありません。ブロックチェーン自体と分散型の会計とストレージによって、各ノードは情報の自己検証、伝達、および管理を実現しています。分散化は、ブロックチェーンの最も顕著な本質的特徴です。
オープン性（Openness）
ブロックチェーン技術の基盤はオープンソースであり、トランザクションの各当事者のプライベート情報は暗号化されていますが、ブロックチェーンのデータはすべての人に公開されており、誰でも公開されたインターフェースを通じてブロックチェーンデータをクエリしたり、対応するアプリケーションを開発したりすることができます。したがって、情報は非常に透明です。
独立性（Independence）
協議に基づく規格とプロトコル（ビットコインで使用されるハッシュアルゴリズムなど）に基づいて、ブロックチェーンシステム全体は他の第三者に依存しません。すべてのノードはシステム内で自動的に安全にデータを検証、交換することができます。誰の干渉も必要ありません。
セキュリティ（Security）
データノードの 51％を制御できない限り、ネットワークデータを自由に操作することはできません。これにより、ブロックチェーン自体が比較的安全になり、主観的なデータ変更を防ぎます。
匿名性（Anonymity）
技術的には、各ブロックノードの身元情報は公開または検証する必要がありません。情報の伝達は匿名で行われることができます。