ブロックチェーン チュートリアル: ブロックチェーン テクノロジーを学ぶ (例)
エリザ・ソーントン
Blockchainとは何ですか？
ブロックチェーン ブロックチェーンは、情報を含むブロックのチェーンとして定義できます。この技術は、デジタル文書にタイムスタンプを付けて、日付を遡ったり改ざんしたりできないようにすることを目的としています。ブロックチェーンの目的は、中央サーバーを必要とせずに二重記録の問題を解決することです。
この ブロックチェーン 銀行や政府などの第三者仲介業者を必要とせずに、お金、財産、契約書などのアイテムを安全に転送するために使用されます。 データがブロックチェーン内に記録されると、それを変更することは非常に困難です。
ブロックチェーンはソフトウェア プロトコルです (電子メールの SMTP と同様)。ただし、ブロックチェーンはインターネットなしでは実行できません。他のテクノロジに影響を与えるため、メタテクノロジとも呼ばれます。データベース、ソフトウェア アプリケーション、接続されたコンピュータなど、いくつかの要素で構成されています。
時々この用語は次のように使用されます Bitcoin ブロックチェーンまたは Ethereum ブロックチェーン、そして時には他の仮想通貨やデジタルトークンのこと。しかし、そのほとんどは分散型台帳について話している。
この初心者向けのブロックチェーン チュートリアルでは、次のようなブロックチェーンの基本を学びます。
- Blockchainとは何ですか？
- ブロックチェーンではないもの！
- ブロックチェーン Archi構造
- ブロックチェーンテクノロジはどのように機能しますか？
- なぜブロックチェーンが必要なのでしょうか?
- ブロックチェーンのバージョン
- ブロックチェーンのバリアント
- ブロックチェーンのユースケース
- ブロックチェーンの重要な実際の使用例
- Bitcoin 暗号通貨: ブロックチェーンの最も人気のあるアプリケーション
- ブロックチェーンと共有データベース
- ブロックチェーンに関する神話
- ブロックチェーン技術の応用
- ブロックチェーン技術の限界
ブロックチェーンではないもの！
- ブロックチェーンはそうではありません Bitcoin、しかしそれは背後にあるテクノロジーです Bitcoin
- Bitcoin はデジタルトークンであり、ブロックチェーンは誰がデジタルトークンを所有しているかを記録する台帳である。
- 持つことはできません Bitcoin ブロックチェーンがなくても、ブロックチェーンがなくてもブロックチェーンを持つことができます。 Bitcoin.
ブロックチェーン Archi構造
さて、このブロックチェーン テクノロジーのチュートリアルでは、ブロックチェーンのさまざまなコンポーネントを理解しながら、ブロックチェーン アーキテクチャを学習しましょう。
ブロックとは？
ブロックチェーンは、情報を含むブロックのチェーンです。 ブロック内に保存されるデータは、ブロックチェーンの種類によって異なります。
たとえば、A Bitcoin ブロックには、送信者、受信者、転送されるビットコインの数に関する情報が含まれています。
Bitcoin ブロック
チェーンの最初のブロックは、 ジェネシスブロック。 チェーン内の新しいブロックはそれぞれ、前のブロックにリンクされます。
SHA256 – ハッシュについて
ブロックにはハッシュもあります。 A は、各ブロックに固有のフィンガープリントとして理解できます。 これはブロックとそのすべての内容を識別し、指紋と同様に常に一意です。 したがって、ブロックが作成されると、ブロック内で変更が加えられると、ハッシュも変更されます。
SHA256ハッシュとは何ですか
したがって、ハッシュは交差点の変更を検出する場合に非常に役立ちます。 ブロックのフィンガープリントが変更されると、それは同じブロックのままではなくなります。
各ブロックには、
- Rescale データ
- ハッシュ
- 前のブロックのハッシュ
3つのブロックのチェーンがある次の例を考えてみましょう。1st ブロックには先行要素がありません。 したがって、前のブロックは含まれません。 ブロック 2 にはブロック 1 のハッシュが含まれています。一方、ブロック 3 にはブロック 2 のハッシュが含まれています。
したがって、すべてのブロックには前のブロックのハッシュが含まれています。 これはブロックチェーンを非常に安全にする技術です。 それがどのように機能するかを見てみましょう –
攻撃者がブロック 2 に存在するデータを変更できると仮定します。これに応じて、ブロックのハッシュも変更されます。 しかし、ブロック 3 にはブロック 2 の古いハッシュがまだ含まれています。これにより、ブロック 3 と後続のすべてのブロックは、前のブロックの正しいハッシュを持たないため無効になります。
したがって、1 つのブロックを変更すると、後続のすべてのブロックがすぐに無効になる可能性があります。
仕事の証明
ハッシュはテンパリングを防ぐ優れたメカニズムですが、最近のコンピューターは高速であり、XNUMX秒間に数十万のハッシュを計算できます。 数分以内に、攻撃者はブロックを改ざんし、他のブロックのすべてのハッシュを再計算してブロックチェーンを再び有効にすることができます。
この問題を回避するために、ブロックチェーンでは Proof-of-Work の概念が使用されます。 これは、新しいブロックの作成を遅くするメカニズムです。
プルーフ・オブ・ワークは、解決するのにある程度の労力を必要とする計算問題です。 ただし、計算問題の結果を検証するのに必要な時間は、計算問題自体を解くのにかかる時間に比べれば非常に短いです。
の場合には Bitcoin、新しいブロックをチェーンに追加するために必要なプルーフ・オブ・ワークを計算するには、ほぼ 10 分かかります。この例を考慮すると、ハッカーがブロック 2 のデータを変更する場合、プルーフ・オブ・ワーク (これには 10 分かかります) を実行してから、ブロック 3 とそれに続くすべてのブロックを変更する必要があります。
このようなメカニズムにより、ブロックの改ざんが非常に困難になるため、たとえ 1 つのブロックを改ざんしたとしても、後続のすべてのブロックのプルーフ オブ ワークを再計算する必要があります。このように、ハッシュとプルーフ オブ ワークのメカニズムにより、ブロックチェーンは安全になります。
分散型P2Pネットワーク
ただし、ブロックチェーン自体を保護するためにブロックチェーンが使用するもう XNUMX つの方法があり、それは分散することです。 チェーンを管理するために中央エンティティを使用する代わりに、ブロックチェーンは分散型ピアツーピア ネットワークを使用し、誰もが参加することができます。 誰かがこのネットワークに入ると、ブロックチェーンの完全なコピーを取得します。 各コンピュータは と呼ばれます .
ユーザーが新しいブロックを作成すると何が起こるかを見てみましょう。 この新しいブロックはネットワーク上のすべてのユーザーに送信されます。 各ノードはブロックを検証して、変更されていないことを確認する必要があります。 チェックが完了した後、各ノードはこのブロックをブロックチェーンに追加します。
このネットワーク内のこれらすべてのノードは、 コンセンサス。 彼らは、どのブロックが有効でどのブロックが無効であるかについて同意します。 ネットワーク内のノードは、改ざんされたブロックを拒否します。
したがって、ブロックチェーンの改ざんを成功させるには
- チェーン上のすべてのブロックを改ざんする必要があります
- 各ブロックのproof-of-workをやり直す
- ピアツーピア ネットワークの 50% 以上を制御します。
これらすべてを行うと、改ざんされたブロックが他のすべての人に受け入れられるようになります。 これは不可能に近い仕事です。 したがって、ブロックチェーンは非常に安全です。 次に、この初心者向けブロックチェーン開発チュートリアルでは、ブロックチェーン トランザクションがどのように機能するかを学びます。
ブロックチェーンテクノロジはどのように機能しますか？
ブロックチェーンのトランザクションプロセス
ステップ1） 取引を要求する人がいます。 トランザクションには、暗号通貨、契約、記録、またはその他の情報が含まれる可能性があります。
ステップ2） 要求されたトランザクションは、ノードの助けを借りて P2P ネットワークにブロードキャストされます。
ステップ3） ノードのネットワークは、既知のアルゴリズムを使用してトランザクションとユーザーのステータスを検証します。
ステップ4） トランザクションが完了すると、新しいブロックが既存のブロックチェーンに追加されます。 このようにして、それは永続的で変更不可能です。
なぜブロックチェーンが必要なのでしょうか?
ブロックチェーン技術がこれほど普及した理由をいくつか挙げます。
レジリアンス： ブロックチェーンは、多くの場合、複製されたアーキテクチャです。システムに対する大規模な攻撃が発生した場合でも、チェーンはほとんどのノードによって引き続き運用されます。
時間の短縮: 金融業界では、共有台帳の合意されたデータの単一バージョンがすべてのスタック保有者間で利用できるため、検証、決済、クリアランスの長いプロセスが不要になり、取引の決済が迅速化されるというブロックチェーンが重要な役割を果たすことができます。
信頼性： ブロックチェーンは、関係者の身元を証明および検証します。これにより、二重記録がなくなり、料金が削減され、取引が加速されます。
変更できないトランザクション: ブロックチェーンは、トランザクションを時系列順に登録することで、すべての操作の変更不可能性を証明します。つまり、新しいブロックが元帳チェーンに追加されると、そのブロックを削除したり変更したりすることはできません。
不正防止: 情報共有と合意の概念により、詐欺や横領による損失の可能性を防止できます。物流ベースの業界では、監視メカニズムとしてのブロックチェーンがコスト削減に役立ちます。
セキュリティ： 従来のデータベースへの攻撃は、特定のターゲットを破壊することです。分散型の助けを借りて Ledger テクノロジーにより、各当事者は元のチェーンのコピーを保持するため、他の多数のノードがダウンしてもシステムは動作し続けます。
透明性： パブリック ブロックチェーンへの変更は誰でも公開されます。 これにより透明性が高まり、すべてのトランザクションは不変になります。
協調性 – 第三者を仲介することなく、当事者が直接取引できるようになります。
分散型： すべてのノードがブロックチェーン情報を交換する方法に関する標準ルールがあります。 この方法では、すべてのトランザクションが検証され、すべての有効なトランザクションが XNUMX つずつ追加されます。
ブロックチェーンのバージョン
このブロックチェーン開発チュートリアルでは、ブロックチェーンのバージョンについて学びましょう。
ブロックチェーンのバージョン
ブロックチェーン 1.0: 通貨
DLT (分散型台帳技術) の実装により、その最初の明白な応用である暗号通貨が生まれました。これにより、ブロックチェーン技術に基づく金融取引が可能になります。通貨や支払いに使用されます。 Bitcoin はこのセグメントの最も顕著な例です。
ブロックチェーン 2.0: スマート コントラクト
新しい重要な概念は、ブロックチェーン内に「存在する」小さなコンピュータ プログラムであるスマート コントラクトです。これは、自動的に実行され、促進、検証、または強制などの事前に定義された条件をチェックする無料のコンピュータ プログラムです。これは、従来の契約の代わりとして使用されます。
ブロックチェーン 3.0: DApps:
DAppsは分散型アプリケーションの略称です。 バックエンド コードは分散型ピアツーピア ネットワーク上で実行されます。 DApp には、従来のアプリと同様に、バックエンドを呼び出すことができる任意の言語で記述されたフロントエンド ブロックチェーンのサンプル コードとユーザー インターフェイスを含めることができます。
ブロックチェーンのバリアント
公衆：
このタイプのブロックチェーンでは、元帳はインターネット上の誰でも見ることができます。誰でもトランザクションのブロックを検証し、ブロックチェーンに追加できます。パブリック ネットワークには参加する動機があり、無料で使用できます。誰でもパブリック ブロックチェーン ネットワークを使用できます。
プライベート：
プライベート ブロックチェーンは単一の組織内にあります。 組織内の特定の人のみがトランザクション ブロックを確認して追加できるようになります。 ただし、通常はインターネット上の誰でも閲覧できます。
コンソーシアム：
このブロックチェーンのバリエーションでは、トランザクションを検証および追加できるのは組織のグループのみです。ここでは、台帳を公開することも、特定のグループに制限することもできます。コンソーシアム ブロックチェーンは組織間で使用されます。これは、事前に承認されたノードによってのみ制御されます。
ブロックチェーンのユースケース
ブロックチェーン技術は、次の表に示すように、さまざまな分野で広く使用されています。
| 分類 | 使用法 |
|---|---|
| 市場 |
|
| 政府部門 |
|
| IoT |
|
| 健康 |
|
| 科学と芸術 |
|
| 財務会計 |
|
ブロックチェーンの重要な実際の使用例
1.ドバイ: スマートシティ
2016年、スマートドバイオフィスはブロックチェーン戦略を導入しました。 このテクノロジーを使用すると、起業家や開発者は投資家や大手企業とつながることができます。 その目的は、ドバイを「世界で最も幸せな都市」にするために、さまざまな種類の産業の発展を促進するブロックチェーンベースのシステムを実装することです。 ブロックチェーン開発者になることに興味がある場合は、次のサイトで詳細を学ぶことができます。 ブロックチェーン開発者になる方法 最先端のブロックチェーンベースのシステムの開発に貢献します。
2. 顧客維持にインセンティブを与える
Incent は、ブロックチェーン技術に基づいた CRaaS (Consumer Retention as a Service) です。これは、関連ネットワークに所属する企業向けにトークンを生成することをベースとしたロイヤルティ プログラムです。このシステムでは、ブロックチェーンは瞬時に交換され、ユーザーの携帯電話のデジタル ポートフォリオに保存したり、ブラウザーからアクセスしたりできます。
3. 人道支援のためのブロックチェーン
2017年XNUMX月、国連世界食糧計画は人道援助と呼ばれるプロジェクトを開始した。 このプロジェクトはパキスタンのシンド州の農村地域で開発されました。 ブロックチェーン技術を使用することで、受益者が受け取った金銭、食料、あらゆる種類の取引がブロックチェーンに登録され、このプロセスのセキュリティと透明性が確保されます。
Bitcoin 暗号通貨: ブロックチェーンの最も人気のあるアプリケーション
Cryptocurrencyとは何ですか？
暗号通貨は、米ドルなどの従来の通貨と同様に交換媒体の XNUMX つですが、暗号化の特定の原理によって可能になるプロセスを通じてデジタル情報を交換するように設計されています。 暗号通貨はデジタル通貨であり、代替通貨および仮想通貨のサブセットとして分類されます。
暗号通貨は、デジタル暗号化に基づいた無記名式手段です。このタイプの暗号通貨では、通貨の所有者が所有権を持ちます。所有者の身元に関するその他の記録は保存されません。1998 年に、Wei Dai は匿名の分散型電子キャッシュ システムである「B-Money」を発表しました。
何ですか Bitcoin?
Bitcoin 2009年にサトシ・ナカモトという無名の人物によって立ち上げられました。 Bitcoin は中央当局や銀行によって管理されないピアツーピア技術です。現在発行しているのは、 Bitcoinおよびトランザクションの管理はネットワーク内で一括して実行されます。現在、世界で支配的な暗号通貨です。これはオープンソースであり、一般向けに設計されているため、誰も制御権を所有していません。 Bitcoin。実際には21万人しかいない Bitcoinが発行されました。現在、 Bitcoin 時価総額は12億ドルです。
誰でも手数料を払うことなくビットコインを利用できます。 Bitcoin、送信者と受信者は第三者を介さずに直接取引します。
ブロックチェーンと Bitcoin:
ブロックチェーンはその背後にあるテクノロジーです Bitcoin. Bitcoin はデジタルトークンであり、ブロックチェーンは誰がデジタルトークンを所有しているかを記録する台帳です。 Bitcoin ブロックチェーンなしでもブロックチェーンを使用できます Bitcoin.
その他の著名な仮想通貨
- Ethereum
- Bitcoin 現金
- Ripple
- Litecoin
ブロックチェーンと共有データベース
ブロックチェーンと共有データベース
| Parameters | ブロックチェーン | 共有データベース |
|---|---|---|
| 業務執行統括 | インセット | 作成/読み取り/更新および削除 |
| Replication | すべてのピアでの完全なレプリケーション | マスタースレーブ
マルチマスター |
| コンセンサス | ほとんどのピアはトランザクションの結果について同意します。 | commit と Paxos の XNUMX つのフェーズで保持される分散トランザクション。 |
| 検証 | グローバル ルールはブロックチェーン システム全体に適用されます。 | ローカル整合性制約のみを提供します |
| 仲介機能の排除 | ブロックチェーンではそれが許可されます。 | 禁止されている。 |
| 機密性 | 完全機密 | 完全に機密ではありません |
| 堅牢性 | 完全に堅牢なテクノロジー。 | 完全に堅牢ではありません。 |
ブロックチェーンに関する神話
| 神話 | 現実 |
|---|---|
| あらゆる問題を解決してくれる | いいえ、それは単なるデータベースです |
| トラストレステクノロジー | 信頼を変えることもできるし、信頼を広げることもできる |
| セキュアー | 機密性ではなく誠実さに焦点を当てます |
| スマートコントラクトは常に合法です | 一部の法的契約の一部のみを履行します |
| 不変 | 確率的な不変性のみを提供します |
| 電気を無駄に使う必要がある | 新興のブロックチェーンは効率的です |
| 本質的に売れないものである | 新興ブロックチェーンはスケーラブルである |
ブロックチェーン技術の応用
ブロックチェーンの一般的なアプリケーションをいくつか示します。
- すべての取引の安全で透明なデジタル台帳を作成するために使用されます。
- すべての生徒と教師がアクセスできる、改ざん防止された学業成績の記録を作成できます。
- 証券取引のためのより効率的なシステムを作成するために使用されます。
- 貸し手はブロックチェーンを使用してスマートコントラクトを通じて担保付きローンを実行します
- ブロックチェーン技術を使用して不動産取引を記録すると、より安全でアクセスしやすい所有権の確認と譲渡の手段が提供されます。
- 社会保障番号、生年月日、その他の識別情報などのデータを公開台帳に保存するために使用します。
- ブロックチェーン技術は、物流やサプライチェーンのネットワーク内を移動する品目を追跡するのに役立つため、物流業界でも使用されています。
ブロックチェーン技術の限界
この初心者向けブロックチェーン チュートリアルでは、ブロックチェーン テクノロジーの制限について学びます。
より高いコスト: ノードは、需要と供給の原則に基づいて機能するビジネスでトランザクションを完了することで、より高い報酬を求めます。
トランザクションが遅い場合: ノードはより高い報酬を持つトランザクションを優先し、トランザクションのバックログが蓄積します
より小さな元帳: ブロックチェーンの完全なコピーは不可能であり、不変性やコンセンサスなどに影響を与える可能性があります。
トランザクションコスト、ネットワーク速度: 取引コストは、 Bitcoin 最初の数年間は「ほぼ無料」ともてはやされていたにもかかわらず、かなりの高水準となっています。
エラーのリスク: 人的要因が関与している限り、エラーのリスクは常に存在します。 ブロックチェーンがデータベースとして機能する場合、受信データはすべて高品質でなければなりません。 ただし、人間が関与することでエラーをすぐに解決できます。
無駄： ブロックチェーンを実行するすべてのノードは、ブロックチェーン全体でコンセンサスを維持する必要があります。 これによりダウンタイムが非常に短くなり、ブロックチェーンに保存されたデータは永久に変更できなくなります。 ただし、各ノードは合意に達するためにタスクを繰り返すため、これはすべて無駄です。
ブロックチェーン評議会
ブロックチェーン評議会 ブロックチェーンの認定資格を提供します。これは、ブロックチェーン分野でキャリアを築きたい人のために特別に設計されています。この認定資格には、ブロックチェーンのコアコンセプトに関する深い知識が必要です。Corda、スマートコントラクト、Hyperledger、Quorumアプリケーションに焦点を当てています。
Blockchain Council 認定は、デジタル マーケティング、ヘルスケア、サプライ チェーンなどの業界で働くのに役立ちます。この組織が提供するトレーニングと認定は、さまざまな企業、ビジネス、開発者にとって役立ちます。 その結果、集中型の従来の作業システム ビジネスでブロックチェーン テクノロジーが使用されます。
Blockchain Council が提供する証明書は次のとおりです。
- 認定ブロックチェーンエキスパート
- 認定Cordaエキスパート
- 認定コルダ ArchiTECT
- 認定ブロックチェーン開発者
- 認定ブロックチェーンセキュリティプロフェッショナル
- 認定スマートコントラクト開発者
- 認証 Bitcoin 上級
- 認証 Ethereum 上級
独自の暗号通貨の作成について学びたい場合は、以下の無料チュートリアルをご覧ください。 独自の暗号通貨を作成するにはどうすればよいですか?
まとめ
- ブロックチェーンは情報を含むブロックのチェーンです
- ブロックチェーンはそうではありません Bitcoin、しかしそれは背後にあるテクノロジーです Bitcoin
- すべてのブロックにはハッシュが含まれます。
- 各ブロックには前のブロックのハッシュがあります
- ブロックチェーンでは、新しいブロックを追加する前に Proof of Work が必要です
- ブロックチェーン データベースは複数のピア間で分散されており、集中化されていません。
- ブロックチェーンテクノロジーは復元力、分散性、時間短縮、信頼性が高く、不変の移行を提供します。
- ブロックチェーンの 1.0 つのバージョンは、ブロックチェーン 2.0: 通貨、ブロックチェーン 3.0: スマート コントラクト、およびブロックチェーン XNUMX: DApps です。
- ブロックチェーンは、1) パブリック、2) プライベート、3) コンソーシアムの XNUMX つの異なるバリアントで利用可能です。
- コストが高い、取引が遅い、台帳が小さい、エラーのリスクがある、などがこの技術を使用する際の欠点です。
- ドバイ - スマートシティ、インセントの顧客維持、人道支援のためのブロックチェーンは、ブロックチェーンの実際の使用例です
- Bitcoin 中央当局や銀行によって管理されていないブロックチェーン技術を使用しています
