ブロックチェーンとは?ストレージ管理者が知っておきたいトレンド

 2018.12.12  ストレージチャンネル編集部

「ブロックチェーン」という言葉をご存知でしょうか?IT業界に従事している方ならば知らないという方はいないでしょう。

ただしその詳しい内容までは知らない、という方は多いのではないかと思います。ブロックチェーンといえば「ビットコイン」がセットで語られることが多いですが、本稿ではビットコインの基本からご紹介します。また、ストレージとの関係についても最後に触れたいと思います。

ビットコインって何?

ビットコインは仮想通貨の一種で、インターネット上で決済や送金が可能なお金のことです。2009年に誕生し徐々に世界中に浸透しています。仮想通貨と言ってもその種類は様々です。

たとえばゲーム内で使用できる仮想通貨はクレジットカードやプリペイドカードを使用してゲーム内で使用できる通貨をチャージに、ゲーム内のお店等でアイテムをゲットしたりします。近年のゲームはこうした課金要素が多いため、利用したことがあるという方も多いでしょう。ただし、ゲーム内の仮想通貨はそのゲームでしか使用できません。

ゲームでなくても仮想通貨は存在します。たとえばコンビニ等でAmazonカードを購入すると、その購入額に応じて金額はAmazonアカウントにチャージできるようになっています。クレジットカードを使用しないで簡単に決済を完了できますし、Amazon内で販売されている商品ならば何でも購入できます。ただしゲームと同じくAmazon内でしかその仮想通貨を使用できません。

これに対してビットコインはお金と同じように使用できます。円やドルと同じように好きなお店で買い物することができますし、企業間取引のための通貨としても使用できます。ただしビットコイン加盟店や、ビットコインでの決済に対応している企業でないと取引はできません。

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ブロックチェーンとは?

ビットコインを知ればブロックチェーンの理解はグッと深まります。実はビットコインには円やドルのように、通貨を中央で管理する専門機関が存在しません。ビットコインはそもそも中本哲史(Satoshi Nakamoto)なる人物が2008年にインターネット上に投稿した仮想通貨に関する論文が発端となり、それからわずか3ヵ月でビットコイン理論を実現するソフトウェアがオープンソースで開発されています。

しかし、通貨には適切な管理者がいないとリスクがあり流通が難しくなります。それでもビットコインの利用や認識が拡大しているのはそこにブロックチェーンという技術が関わっているからです。

ブロックチェーンとはいわば「1つの大きな管理台帳」です。その大きな管理台帳を誰が管理しているかというと、ビットコインを使用しているユーザーすべてです。ビットコインはそれを使用するすべてのユーザーのコンピューターにデータが分散しています。金融機関や特別な組織を介さずにユーザー同士でビットコインを管理し合うシステムになっており、だからこそ中央管理者がいなくとも通貨として機能しています。

ブロックチェーンの仕組みとは?

ではブロックチェーンはどんな仕組みでビットコインを管理しているのか?

すべての取引は公開される

ブロックチェーンは1つの大きな管理台帳でデータを管理していると説明しましたが、そのデータはすべてのユーザーから閲覧できるようになっています。10分単位で承認されたブロックデータは取引状況、取引された仮想通貨量、ハッシュ値、前ブロックのハッシュ値が確認できます。ただし詳しい取引内容までは把握できません。

ストレージに関するお役立ち資料

データ更新はリアルタイムじゃない

ビットコイン並びにブロックチェーンを使用しているシステムでは、複数のユーザーが使用する端末にデータが分散管理されています。そのためビットコインは10分ごとに承認作業がされるのが特長です。たとえばオンラインショップで商品を購入しても、決済処理がその場で行われるのではなく後のタイミングで処理されるというものです。

ブロックデータは暗号される

ブロックチェーン技術ではすべてのデータを第三者が閲覧できます。しかしその際に、データ改ざん等の不正が発生しないようにすべてのブロックデータはハッシュ関数によって暗号化されます。

ハッシュ関数とはベースになる文字列から一定文字数が不規則な文字列(ハッシュ)を生み出すための関数です。そのためデータの内容がほんの少しでも違えばまったく違ったハッシュ値が作られるため、ベースになるデータが読み取れないという、不可逆性が高い暗号化技術です。

ブロックチェーンはハッシュ関数にて暗号化されたデータから、ナンス値という使い捨てのランダム数値を見つけ出し、データの整合性を保ちます。

新しいビットコインが生まれる

新しいブロックデータは管理台帳に記録する際には、前回のブロックデータのハッシュ値と今回のブロックデータに含まれるトランザクションおよびナンス値をハッシュ値をハッシュ関数によって暗号化します。この作業には膨大な計算処理が必要になり、通常のコンピューターでは追い付かないほどです。そこでユーザーが余らせているリソースを活用して大量の計算処理を完了させています。これを「マイニング」と呼びます。

マイニングに成功したユーザーはその報酬としてビットコインが支払われます。マイニングを中心に仕事をしている人が多く、ちょっとしたアルバイト感覚で行っている人もいます。

ブロックチェーンのメリット

ブロックチェーン技術を採用することで企業にはどんなメリットがあるのでしょうか?

海外送金手数料が安くなる

海外企業と取引をしている場合、海外送金にて決済を行っている企業が多いでしょう。しかし海外送金は複数の銀行を経由して行われるので、送金にかかる手数料がかなりかさんでしまいます。加えて為替によって取引金額が変動するため、ビジネスとして避けられないリスクが多いのです。

一方ビットコインは金融機関や銀行を経由せずに海外送金が行えるので手数料が抑えられます。加えて為替変動の影響を受けにくいため、海外企業との取引におけるリスクを低減できます。

データ改ざんが不可能

ハッシュ関数によるデータ暗号化は改ざんが不可能だとされています。もしも一部のブロックデータが改ざんされても、分散されたデータとの統合性が取れず不正が瞬時に明らかになります。

中央集権化を避ける

中央集権化とはサービス管理が一ヵ所に集中することで、システムダウンのリスクが高まります。一方ブロックチェーンは中央管理する機関を持たないため、システムダウンのリスクが軽減し、特定の管理者による独裁的な管理がされない仕組みを持っています。

ブロックチェーンとストレージ

ビットコインの浸透によって注目されるようになったブロックチェーン技術は、色々なところで活用できないかと模索されています。すでにブロックチェーン技術を取り入れた製品も登場しており、その一つがブロックチェーンストレージです。

ブロックチェーン技術を採用し分散管理を可能にしたストレージ製品で、世界中のコンピューターにデータを分散管理し、可用性やセキュリティ性を飛躍させることが可能です。この代表的なものが分散型クラウドストレージです。

ビットコイン同様に仮想通貨を提供するサービスの中で、対価を払って高可用性と高セキュリティ性を備えるクラウドストレージを利用することも、反対に余ったリソースを貸してその対価をもらうことも可能です。

ストレージ業界においてもブロックチェーン技術は大きなインパクトをもたらす存在になってきています。

また、ブロックチェーンに必要な大容量かつの大量の数のデータ取り込み、リアルタイムアプリケーションのデータ要件を処理するためには、 MongoDB などの大規模でスケーラブルで非リレーショナルなデータベースを採用するケースがあります。

MongoDB は一般的な汎用オープンソースのスケールアウト NoSQL データベースで、高可用性、高度なデータ管理などの大規模なデータ分析アプリケーションを含む最新のアプリケーションに対応しています。MongoDBが提供するMongoDB Ops Manager は、データ保護の豊富な機能を提供します。そして、ブロックチェーンアプリケーションのMongoDBには大量のデータを格納するため必要がありストレージは非常に大きくなります。これらをより高度かつ柔軟性高く保つためにNetAppでは豊富な機能を提供しています。

例えば、MongoDB Ops Manager と NetApp を統合することで Ops Manager のデータ保護機能に次の機能を提供できるようになります。

  • ローカルバックアップの長期保存
    Ops Manager のバックアップのフットプリントが削減され、ローカルバックアップコピーの保存期間の長期化が可能に
  • ストレージコスト削減
    NetApp ストレージの容量効率化によるクラウドストレージのコスト削減
  • データセキュリティ
    オンプレミスとクラウド間のデータ転送中の暗号化

今回ご紹介した機能はほんの一部ですがNetAppはブロックチェーンアプリケーションを支える基盤としても有効であると言うことをご理解いただけたら幸いです。

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