ブロックチェーンの仕組みを支える公開鍵暗号、ハッシュ関数、P2Pって何？

ハッシュとは

みなさんが身近に、オンラインサービスなどでパスワードを入力すると思います。

運営元のサーバーでは、パスワードはや、メールアドレスなどは、ハッシュ関数を用いて暗号化されてから保存されています。基本的に元データは保有しません。

そのため、もしもサーバーがハッキングされ、パスワード漏洩しても暗号化されたデータのため、被害は受けません。

例えば・・

元データ：blockkma@◯×△.mail

ハッシュ値：jfiaoHO525IHOEIkfje23iOFIHFOpieraIFOI5896HO

※元データからハッシュ値を作成できるが、この逆となるハッシュ値から元データの復元はできない。

このような、運営元は、元データではなく、ハッシュ値を保有することになります。ユーザー認証を行うほとんどのサービスは、このように、運営元がパスワードを保存していない形で、ハッシュという方式でパスワードから算出したハッシュ値のみ保存しています。

そして、ハッシュ値からは、逆方向で元のデータを復元できない仕組みになっています。これを「一方通行暗号」と呼んだりします。

運営元が認証しているのは、パスワードではなく、パスワードを暗号化したハッシュ値を認証することによって本人確認の照会をしています。

暗号化の２つの方式

共通鍵暗号

古典的な暗号として古代ローマ時代の「シーザー暗号」があります。これは、元の文章の各文字を一定数ずらすことで、文章の暗号化を行うものです。例えば、２文字ずらすとしたら、AはCというようになります。この場合、暗号化した文章を複合するには、文字数が鍵の役割をします。

共通鍵暗号とは、暗号化と複合で同じ鍵を使用するという特徴があります。そして暗号鍵のことを「共通鍵」と呼びます。

共通鍵暗号では、この共通鍵が漏洩してしまうと全ての暗号が解けてしまうので、厳重に鍵を扱わなければなりません。

公開鍵暗号

暗号化に使った公開鍵と秘密鍵の２種類の鍵を使った暗号方式です。復号は秘密鍵でしか行えません。

そのため、公開鍵をメール添付など、ウェブ上に乗せても問題がありません。

セキュリティは、秘密鍵だけを漏洩しないように管理するだけですみます。

使い方としては、Aさんが公開鍵を持っていて暗号化を行い、送信先で、Bさんが秘密鍵を使って複合するといった流れです。

第三者に文章の内容がもれてしまったとしても、Bさんの秘密鍵の管理さえしっかりしていれば、暗号化された文章を解読することは不可能です。

これは、復号できる暗号鍵を相手に渡してしまう共通鍵暗号と比べて、秘密鍵を自分の手元に置いておけるので、使い勝手が良いと言えます。

P2P型ネットワーク

P2Pとは、複数台のコンピューター同士が繋がり合い、通信を行うことを言います。

中央のサーバーで一括して管理する方式とは違って、分散的に繋がりあったコンピューターが共通のデータを保管することが大きな特徴です。そのため、一局にアクセスが集中することがなく、コンピューターにかかる負荷を軽減できること、コピーが複数台に分かれて保存されているので、バックアップが機能していること、常にデータを照らし合わせるのでデータの改ざんが難しいことなどが特徴です。

まとめ

暗号化を利用したサービスは、利用例として、オンラインショッピングなどのユーザー登録はもちろん、チャットアプリやWi-Fiなどあらゆるところで利用されています。

ビットコインや、ブロックチェーンは、このハッシュ値、公開鍵暗号、そしてP2Pというすでにある、枯れた技術を組み合わせて考案された「分散型台帳システム」です。

仮想通貨は、お金が存在しているかのように感じますが、実は構造的には、「誰（アドレス）が誰に何時いくら送ったのか」を記した共通の台帳を複数の管理者（ノード）が記録し続けることによって、仮想的にお金のやりとりが実現しています。

ビットコイン、仮想通貨にの基盤には、暗号技術が役立っていて、よりセキュアなものになっているため、信用が必要ないシステムが構築されています。

また、ノードが複数で、共通の台帳を管理することは、分散型と言われ、銀行などの一つの組織が管理している方式ではないため、書き換えや、改ざんのリスクもなく、中立的に機能する点も評価されています。

ビットコインは、実験的な取り組みからのスタートでしましたが、このように複数の技術が組み合わさり、けっして最新の暗号システムや、高度な技術的を使っているわけではないところが非常に面白いとことです。

ナカモトサトシを名乗る匿名の論文から始まっているというストーリーも強烈なインパクトとストーリーがあると思います。

より専門的な技術面まで掘り下げるとまだまだ難しい点が多いだろうと思いますが、本日は浅く簡単に説明させていただきました。

また、わかりやすい説明ができるように学んだことをフィードバックしていこうと思います。よろしくお願いします。