ブロックチェーンは社会をどう変えるか

翁百合: NIRA総合研究開発機構理事／日本総合研究所副理事長

概要

　ブロックチェーンは「帳簿（台帳）のイノベーション」といわれる。この技術を使うことで、モノやカネの取引記録を確実に保管し、信頼のおける取引を効率的かつ迅速に、国境を越えて実現することが可能となる。また、政府もデータベースにある国民の個人情報を、より安全に守ることができる。ブロックチェーンは仮想通貨の基礎技術にとどまらず、これまでのビジネスの仕組みや公共サービスを飛躍的に改善する、まさに新たな社会インフラとなり得るものである。
　他方、ブロックチェーンは、未成熟な技術であり、解決しなければならない課題も多い。こうした技術を社会基盤に組み込んでいくには、利用者に信頼される技術であることが大前提となる。そのため、官民は次の4点を実践していくべきと考える。第1に、政府はデジタル社会の明確なビジョンを示し、官民がチームとなって課題を共有しながら研究開発を進めていくことである。第2に、政府は自らがブロックチェーン導入検討の実践者となり、小さい事業でトライアルを重ね、大きく育てていくアプローチをとっていくことである。第3に、政府は民間企業の技術開発の芽をつまないよう配慮し、イノベーションを進めやすい環境を整備することである。そして第4に、民間企業の側も、こうした技術で実現できる情報のシェアという特徴を生かした新たなビジネスを構築する際に、システムのオープン化・標準化を推進することである。企業経営者は、ビジネスモデルの見直しや技術とビジネスの双方を理解できる人材の育成など、自社の経営戦略を今一度真剣に検討する必要があろう。*

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概要　ブロックチェーンは社会をどう変えるか

第Ⅰ部　ブロックチェーンの特徴とメリット

1　ブロックチェーンの仕組み

　ブロックチェーンは、仮想通貨ビットコインやエストニアのデジタル政府で使われている技術である。「帳簿（台帳）のイノベーション」ともいわれ、従来の帳簿と異なる。以下特徴を見てみよう。

ブロックチェーンイメージ

本文図1より

①　電子データで記録
一定量の取引情報などのデータを、ひとかたまりのブロックとして集約し、承認プロセスを経て確定したブロックをチェーン（鎖）状につなげて記録していく。

集中管理と分散管理のイメージ

本文図2より

②　分散型台帳
ブロックチェーンの参加者全員がすべての取引情報（たとえば、仮想通貨の取引記録）を保管することで、同じ内容の台帳を各人が管理する。従来は、データを集中管理するのに対し、ブロックチェーンはネットワーク参加者が分散して管理をする。分散型台帳テクノロジーといわれるゆえんである。

③　参加者間の合意
ブロックチェーンに参加する人がそれぞれに管理する台帳の内容は、常に同じものでなければならない。そのために参加者同士で、管理する台帳の内容が正しいものであると合意する必要がある。この合意の方法を「コンセンサス・アルゴリズム」と呼ぶ。

　このようにデータを分散して共有し、参加者間の合意によって正当性を確かめていくというプロセスは、草の根的・民主主義的なコンセプトに基づいている。

2　ブロックチェーンの分類

　ビットコインの場合、ネットワークに接続する環境さえあれば、世界中のどこにいても、誰もが利用することができる。このように参加者が限定されていないブロックチェーンをUnpermissioned型と呼ぶ。これに対し、参加者が限定され、許可された者しか参加することのできないブロックチェーンをPermissioned型と呼ぶ。

3　メリットは何か

　こうした特徴を踏まえると、ブロックチェーンを使うメリットは、①システム障害に対して耐性が強い②データの改ざんが困難である③低コストである、といえる。さらに、ブロックチェーンにスマートコントラクト（当事者間の契約をブロックチェーン上に記述し、プログラム化して自動執行させる仕組み）を載せることにより、取引の一層の効率化や利便性の向上、ビジネスの広がりが期待できる。

第Ⅱ部　ブロックチェーンの実用例

1　仮想通貨

　ビットコインをはじめとする仮想通貨は、ブロックチェーンを活用した電子的な通貨である。その種類は現在700を超え、時価総額は約140億ドルといわれる。投資資産としてだけでなく、決済や海外送金の手段としてすでに実生活で利用されている。多くの仮想通貨取引所も存在し、先進国各国も仮想通貨に対する法整備を行なったところだ。

2　政府のプラットフォームに活用

図　X-Roadイメージ

（Appendix 図より）

　エストニア政府は、X-Roadと呼ばれるプラットフォームによって、行政のデジタル化を実現し、各省庁が別個に持つデータベース同士をインターネット経由で接続し、相互参照を可能としている。そしてひとたびデータの改ざんが起こると、それが過去のどの時点で、どの箇所で起こったものか、1秒間隔で検出することが可能となっている。これにはKSIと呼ばれる独自のブロックチェーン技術が使われている。ブロックチェーンが電子政府サービスの信頼性を高める役割を果たしているといえる。

3　商取引や投資のインフラを提供

　金融業界では、証券取引所のポスト・トレード処理（株などの取引が成立した後の処理のこと）や銀行のさまざまな新ビジネスに備えた実証実験も行なわれている。実用化段階にあるエストニアのファンダービーム社は、スタートアップ企業の投資資金をブロックチェーン上で募り、流動化するビジネスを展開している。

　金融以外の分野でも、ロンドンのエバーレッジャー社は、ダイヤモンドの鑑定情報や取引履歴をブロックチェーンに保存し、安全かつ効率的なサプライチェーンの実現に向けてビジネスを拡大中である。

第Ⅲ部　ブロックチェーンを社会インフラとするために

1　ブロックチェーンの課題

　ブロックチェーンはまだ新しい技術であり、多くの課題があるのも事実だ。現状では、大量のデータの処理に対応できなくなる、秘匿すべき個人情報の保護をどう担保するか、参加者間の合意形成の手法にさまざまな課題がある、スマートコントラクトで想定しない事態への対応が難しい、などの課題がある。

2　社会はどう変わるか

　こうした課題はあるが、インターネットの活用が大前提となる情報化社会において、信頼性と効率性を高める仕組みの提供可能性を広げる意義は大きい。人々が安心して使える効率的なデジタル公共サービスが、世界各国で実現するかもしれない。特に社会インフラが十分に整備されていない発展途上国などにおいては、利用者の生活上の課題解決につながる。ビジネスの分野に関しても、サプライチェーンや物流にも大きなインパクトを与え、生産性を向上させるだろう。そして産業のアーキテクチャーを変えたり、新たなビジネスが次々と生まれる新たなプラットフォームとなるかもしれない。金融の分野においては、通貨としての活用のほか、貿易金融、証券取引、シンジケートローンなどの既存のオペレーションが改善し、これまでの金融ビジネスモデルを大きく変える可能性もある。

3　政策提言

　ブロックチェーンを社会基盤に組み込むためには、利用者が技術導入のメリットを感じて信頼し、「分散」「合意」「共有」といったコンセプトを理解することが必要だ。またブロックチェーンは、他の技術と結びついてより高度な情報化社会を実現するテクノロジーの1つであるという認識を持つことが重要である。こうした認識に立ち、官民は次の4点を実践していくべきと考える。

　第1に、政府はビジョンを示し、官民で課題共有して、研究開発を推進すべきということだ。デジタル社会のビジョンを明確に掲げ、デジタル化推進を図ることが求められる。また、政府が積極的に課題をオープンにし、官民がチームとなって課題を共有しながら研究開発を進めていくべきである。

　第2に、政府は自らがブロックチェーン導入検討の実践者となるべきということだ。その際、小さい事業でトライアルを重ね、大きく育てていくアプローチをとっていくことが重要である。

　第3に、政府は民間企業の技術開発の芽をつまないように配慮し、イノベーションを支援すべきということだ。英国の「レギュラトリー・サンドボックス」などを参考に、民間企業がイノベーションに挑戦しやすい環境を整えることも必要だ。また、金融面では、イノベーションを進めやすい規制手法を考え、整備していくべきである。

　第4に、民間企業の側も、こうした技術で実現できる情報のシェアという特徴を生かした新たなビジネスの構築を模索すべく、システムのオープン化と標準化を推進することである。企業経営者は、ビジネスモデルの見直しや、技術とビジネスの双方を理解できる人材の育成など、自社の経営戦略を今一度真剣に検討する必要があろう。

第Ⅰ部　ブロックチェーンの特徴とメリット

はじめに

─ 日本国内でも使えるお店が少しずつ増えてきた仮想通貨ビットコイン。この通貨を使えば、銀行を介さなくても、個人と個人との間で直接送金ができる。国境や為替レートを気にする必要もない。
─ 行政に関わるあらゆる情報が電子的に管理されるデジタル政府を実現した北欧の小国エストニア。国民IDを活用してほとんどの行政手続きがオンラインで行なえる。

　これらには、実はブロックチェーンと呼ばれる画期的な技術が用いられている。ブロックチェーンは「帳簿のイノベーション」ともいわれる。これまで紙で記録していた取引の履歴情報などがすべて電子的に保管されるようになり、それを関係者が合意の上、分散して保有することが可能となった。その技術は仮想通貨だけにとどまらない。世界のさまざまな企業、金融機関、そして政府が、この技術を使った多様なサービスの実証実験を行なっているのも、新たなビジネスやデジタルガバメントの可能性が広がると考えているからに他ならない。

　たとえば、市場では、電子的に契約を記述した取引情報を分散して持ち合うことにより、付加価値の高いサービスを低コストで提供できる可能性が広がる。また行政においては、公共サービスの手続きがネット上で瞬時に完結することで、私たちの生活が飛躍的に便利になるかもしれない。現在の予想をはるかに超えた、これまでのビジネスの仕組みを大きく変えていく社会インフラとして機能することが大いに期待できる。

　他方、ブロックチェーンの仕組みは複雑で、慎重論が多く聞かれるのも事実である。そこで本稿では、第Ⅰ部で、こうした現状を踏まえ、ブロックチェーンの仕組みをわかりやすく説明し、第Ⅱ部では、実際の活用例を見ていくとともに、第Ⅲ部では、ブロックチェーンが今後どのように社会を変えていくのか、その発展を実現するために何をすべきかについて論じる。

1　ブロックチェーンの仕組み：重要なコンセプトとフィロソフィー

　ブロックチェーンという呼び名は、カネやモノの取引の履歴情報を電子的に記録しながら、そのデータをブロックとして集約、さらに連鎖（チェーン）して組成することに由来している（図1）。

　ブロックチェーンの利用者は、パソコンや携帯端末などを使い、ブロックチェーンネットワークにアクセスする。幅広く活用されているブロックチェーンネットワークの多くにはインターネットが使われている。ブロックチェーンを一言でいうと「取引の履歴情報をブロックチェーンネットワークに参加する全員が相互に分散して保管維持し、参加者がお互い合意をすることで、そのデータの正当性を保証する分散型台帳（distributed ledger）」となる。

　以下、もう少し詳しく説明してみたい。

図1　ブロックチェーンイメージ

分散型台帳：取引のデータを複数の参加者が分散して管理する

　ブロックチェーンは、今までの帳簿または台帳の発想やコンセプトと何が異なるのだろうか？かつての台帳は、紙に取引内容を書き込むことによって管理されていた。近年では、紙に代わり、情報が電子化（デジタル化）されているものの、特定の組織や人が集中管理を行なうという構造は同じである。たとえば、証券取引所などの中央機関が1カ所で管理する、いわば中央集権的な管理だ。こうした管理の問題点としては、例に挙げた取引所の場合、取引履歴データなどを記帳するためのシステムなどにコストや時間がかかり非効率なだけではなく、サイバー攻撃により情報が失われるというリスクがある。このため、システムダウンを想定したデータバックアップやBCP（ビジネス・コンティンジェンシー・プラン：事業継続計画）対策に多大なコストをかけているのが現状である。

　これに対して、ブロックチェーンの発想は、取引履歴を記録するデータベースをネットワーク参加者で分散して保有し、管理を行なうというものだ（図2）。複数のネットワーク上の参加者のコンピューター同士をPeer-to-Peerで直接接続し、モノやカネなどの取引情報を互いにやりと

りして確認し、その履歴情報を共有し続ける（以下では、各コンピューターをブロックチェーンの参加者という意味で、ノードという）（注1）。

図2　集中管理と分散管理のイメージ

参加者間の合意：取引のデータの整合性について参加者はどう合意するのか

　カネやモノの取引データの整合性について、ネットワーク参加者間でどのように合意するのか？ブロックチェーンで使われている、合意を得るためのメカニズムをコンセンサス・アルゴリズム（合意形成のための計算方法）というが、合意にはさまざまな手法が存在する。

　仮想通貨ビットコインの場合、マイナー（採掘者）と呼ばれる人々が、自発的に電気代を大量に消費してコンピューターに計算をさせて答えを出す「マイニング（採掘）」競争をする（注2）。その計算競争の勝利者は、その答えとともに、ビットコインによる送金データの塊をブロックとして承認し、参加者へ伝でんぱ播する。こうした競争によって承認された取引であることを証明する仕組みを、プルーフ・オブ・ワーク（PoW、Proof of Work）という。承認された内容は、それぞれのノードに記録として保存されていく。

　こうした承認行為には、マイナーが正当な承認を行なうと手数料を得られることで計算競争への参加意欲を持つと同時に、その競争下では不正を働くためのコストが膨大なものとなるという経済インセンティブを内包させることで不正も抑止している。ビットコインタイプのブロックチェーンは、この参加者間の競争的なチェックという革新的なメカニズムによって、悪意のある参加者が存在し得る環境下においても不正を許さない仮想通貨を生み出した。

　そして、承認されたすべての記録が、台帳として整合性を保った状態で存在し共有されている。整合性について最終的に合意する具体的な仕組みはこうだ。マイニング競争の勝利者が承認したブロックを受信した各ノードではこれを検証し、不整合がなければ承認されたものとして取り込む。ただし不整合がある場合にはこれをはじく。まれに（複数のマイナーにより）答えがほぼ同時にみつかり、各ノードが複数のブロックを受信することがある。こうした場合にはチェーンが分岐して、どちらも正しく承認された正当なチェーンといえる状況となってしまう。だがビットコインでは「最も長く連なったチェーンを正しいチェーンとみなす」というルールを決めてあるため、しばらく待てば、最長のチェーンが適正であると判断することができる（注3）。分岐が起きるといわば二重支払いといえる状況になるが、結果として長いチェーンを採用すれば、一方の支払いのみを採用する判断が可能だ。

ブロックチェーンネットワーク上での取引：国境を越えてカネ、モノの取引を展開

　ブロックチェーンがこのように透明で、かつフラットなネットワークの仕組みを基盤としているのは、その根底に草の根的・民主主義的なコンセプトがあるからだ。そもそもブロックチェーンはビットコインを起源とした技術であり、中央集権的な組織や国に依存しない取引の実現をめざして生まれたものなのである。

　ブロックチェーンの特徴の1つに、参加する全員が安全かつ平等に、分散的に情報を共有化しながら「つながり」を実現でき、グローバルにネットワーク展開できるインフラとして機能する、というものがある。誰でも参加できるタイプのブロックチェーン（詳細は「2．ブロックチェーンの分類」を参照）の場合、ノードである構成員は、カネ、モノの取引を、国境を越えて自由に展開でき、世界中どこにいても参加することができる。さらにノードが増え、ブロックチェーンのネットワークが拡大すればするほど、影響力が指数関数的に拡大していくというネットワーク効果を発揮することが可能となる。

2　ブロックチェーンの分類:参加者を限定するか、しないか

　ブロックチェーンにはさまざまなタイプがあり、それぞれの活用目的に合ったタイプが使われている。分類の基準の1つは、取引の確認やブロックの生成といった行為に誰でも自由に参加できるか（Unpermissioned）、それとも関与する参加者が管理者によって許可された者に限定されているか（Permissioned）、ということである（表1）。前者をパブリック型ともいう。また、後者のうち取引の確認やブロックの生成にかかわる管理者が単独の場合はプライベート型、複数の場合はコンソーシアム型と分類される。

表1　ブロックチェーンの分類

（注1）PoS（プルーフ・オブ・ステーク）は、PoWの代替システムにあたるもので、コインを持っている割合(Stake)によってブロック承認の権利を決める方法のこと。
（注2）Po（Iプルーフ・オブ・インポータンス）は、ノードごとの取引額や残高を指標とした分析により、個別のノードの重要性を計算し、より重要なノードに承認の優先権を与える方法のこと。
（注3）PBFT（プラクティカル・ビザンチン・フォルト・トルランス）は、参加者のうち約３分の２の合意により書き込みが行なわれる仕組みで、高速な合意形成が可能。なお、PermissionedでもPoW、PoS、PoIなどを使うこともある。

誰でも参加できるUnpermissioned型ブロックチェーン

　まず、当該ブロックチェーンへの参加者が特定されていない、不特定の参加者(Unpermissioned)によるタイプの典型例は、仮想通貨ビットコインである。Unpermissioned型ブロックチェーンには管理者がいない。このタイプのブロックチェーンは、参加者が増えれば増えるほどネットワークが保持するデータは改ざんされにくくなる。

管理者の許可が必要なPermissioned型

　もう1つのタイプは特定の参加者（Permissioned）だけがブロックチェーンに参加できるものである。このタイプは、ブロックチェーン管理者の信頼（トラスト）を得られた人々（または企業や機関）しか、ブロックチェーンに参加できない。Permissioned型は、ネットワークへの参加を許可する管理者がいるため、中央集権的でありそもそもブロックチェーンのめざす姿と呼べるのかという議論もあるが、この場合でも参加者間でのテータベースの分散保有は行なわれている。こうしたブロックチェーンは、PoWよりスピーディーで効率的なコンセンサス・アルゴリズムで取引を承認することが多い。すでに信頼（トラスト）された参加者間での情報共有となるので、安全性がある程度担保され、スピードと効率性を求めることができるといえる。