ビットコインのブロックサイズ問題とは?仕組みや問題を解説

仮想通貨業界でよく聞かれる、ビットコインのブロックサイズ問題。

最近仮想通貨投資を始めた初心者の方は、ブロックサイズの意味や仕組みについて知らない場合もあるのではないでしょうか。

ブロックサイズはデータを入れる箱のようなもので、ブロックチェーン技術と関係があります。そしてブロックサイズ問題は、将来的にビットコインの取引に影響する可能性があり、投資家や開発チームなどが対策や議論を行っています。

そこで、ビットコインのブロックサイズについて知りたいあなたに向けて、ブロックサイズに関して詳しく説明していきますよ。

ブロックサイズとは

ビットコインに限らず仮想通貨を支えている技術といえば、ブロックチェーンで初心者の方でも1度は聞いたことのある言葉でしょう。

ブロックチェーンとは、取引データなどを記録・保管・管理・承認などをするシステムのことです。

取引データは1つのブロックに入れるのではなく、チェーン(鎖)のように連なった、データを入れる箱1つ1つに各取引記録を書き込みます。

書き込む作業は、ビットコインの協力者であり一般的に「マイナー」と呼ばれるマイニング作業をしている方です。

ちなみにですが、マイニングはビットコインを探す作業ではなく、ブロックに取引記録(トランザクション)を書き込み、その報酬を得るシステムのことです。

ブロックサイズとはデータ容量のこと

データを入れる箱がブロックのことで、「ブロックサイズ」とは1つのブロックに書き込むことが出来るデータ容量の事を指しています。後述でも詳しく説明しますが、ブロックサイズ問題とはデータ容量に関する問題ということです。

ブロックサイズは、各仮想通貨のブロックチェーンによって容量が違います。ビットコインの場合は、1MBで設定されていて1MBというのは、ビットコインでの取引約4000回分のデータを書き込める容量です。

そして、ブロックチェーンのブロックは、ある決められた時間にブロックが生成され、数が増えてきます。ビットコインの場合、10分に1回ブロックの数が増えて、空ブロックに待機中の取引承認処理が行われ、記録されます。

ブロックサイズというのは、各ブロックのデータ容量のことなんですね。1つのブロックで約4000回分の取引を記録できるのに問題があるのですか?
ビットコインのブロックサイズだけを見ると、問題なさそうに見えるだろう。だが1MBの容量で世界中の取引記録を処理するには容量不足といえるんだぞ。

ビットコインのブロックサイズ問題とは

ビットコイン投資家は年々増加傾向で、2018年時点でも時価総額世界1位の最も取引されている通貨です。しかし、その反面1MBというブロックサイズでは、将来的に1度に取引処理できる容量に限界がきてしまうと予測されています。

ビットコインのブロックサイズ1MBが問題

ビットコインのブロックサイズで、問題となっているのはブロック容量です。ビットコインは、元々36MBのブロックサイズで設定し、ブロックチェーンを運用していました。

しかし、スパム攻撃などの問題があった為に、2010年ビットコインのブロックサイズを1MBに縮小することでハッキング側の侵入制限対策を実行しました。1MBの取引回数は、冒頭でも紹介しましたが約4,000回の処理が可能です。

またビットコインの場合は、10分に1回の取引処理が行われます。一見すると、問題が無いように見えますが、クレジットカードで有名なVisaは、10分で約3,360万件の処理が可能です。

  • ビットコインは10分に1回の処理
  • Visaは10分に約3,360万回の処理

ビットコインのブロックサイズの制限と処理速度の設定により、遅延を引き起こす可能性があるかは上記の比較で分かると思います。

ただ、安全性を再び保つことができるようになったのも事実です。

しかし取引量に対してブロックサイズが小さいので、遅い場合には翌日に取引処理が行われる事例も派生しています。

他の問題では、ブロックサイズの容量を超える取引処理がくると、送金手数料の大きいデータから先に処理されます。そうなると、送金手数料の小さい取引は、いつまでも処理されずに待機状態となります。

元々1回のブロックの生成時間が10分と速いとはいえなかったのですが、更に遅延することで送金処理だけでなくビットコインの売買そのものも難しくなるのではないかといわれています。

ちなみに、ブロックサイズの容量に関する問題で、取引処理に遅延などが起こることを「スケーラビリティ」問題とも呼ばれています。

また、ブロックサイズの問題で起きる事象をまとめると、

  • 送金エラーの発生
  • 本来10分に1回の取引処理が数時間~1日程度掛かる
  • 送金手数料が小さい処理は常に待機中

2017年末頃から既にスケーラビリティ問題は起きている

エンジニアや投資家が予測していた、ブロックサイズの限界による遅延は2017年末頃から起きてしまいます。

それは、各仮想通貨投資家のブログやSNSなどの情報から、ビットコインの取引承認処理や送金処理が遅延している報告が相次いでいることが分かります。

つまり10分に1回処理が完了するはずですが、数時間から1日程度待っても待機中のままになっていることや、送金エラーという事態が起こっています。

ビットコインのブロック数とブロックサイズって、そんなに遅くて小さかったんですか。ということは近い将来、ビットコインで取引できなくなるんですか・・・?
確かに、ビットコインはセキュリティ面を強化する代わりに、他の仮想通貨よりもブロックサイズを制限しているし、ブロック数の生成時間も10分に1回と遅い。だが、エンジニア達もブロックサイズの問題解決に向けて、様々な方法を考えている。

だから、あまり不安にならなくてもいいだろう。

次の項目で詳しく説明しますが、2018年現在ブロックサイズの問題に関して、ブロックチェーンのシステムそのものを変更する案や、ブロックのサイズに関して変更を加える方法など、あらゆる観点からシステムの見直しが図られています。

ビットコインのブロックサイズ問題の解決方法

ビットコインのブロックサイズの問題は報告されており、その解決について対応が迫られています。解決方法は、いくつか存在しそれぞれ特徴があります。

以下が、解決方法として挙げられています。

  • ライトニングネットワーク
  • Segwit(セグウィット)
  • ハードフォーク

ライトニングネットワークは負荷を減らす

ライトニングネットワークとは、トランザクション時の処理の中で最終的な結果のみを、オンチェーンで処理をするシステムです。この場合、オンチェーンはビットコインのブロックチェーンのことで、取引を行う者同士のチェーンを指します。

一方、送金処理はオフチェーン上で行うのですが、取引とは関係のない別のユーザー(協力者)のペイメントチャネルのことです。そして、オフチェーンで送金処理を実行します。

ちなみに、ペイメントチャネルとはネットワークとイメージするとよいでしょう。ビットコインは非中央管理システムで、それぞれのネットワークが網のように接続されています。そして、それぞれの通信を接続・切断することで、AからB・AからC・AからDなど様々な通信の組み合わせを作ることが出来ます。

以下に簡単な流れを記述しています。

  1. A(オンチェーン)という投資家がBへビットコインを送金
  2. Aが実行した送金処理をB以外(オフチェーン)のペイメントチャネルで処理
  3. 送金結果の記録をB(オンチェーン)のペイメントチャネルで処理

という流れになります。

上記の流れを細かく説明すると、相互の通信接続先を変更し、取引処理の内容を第三者に知られないよう暗号化させ経由させます。そして第三者に取引処理を行わせ、再び元の取引先に戻り最終的な負荷を軽減させます。

しかし、技術的にも難しい内容なので初心者の方は、単純に負荷が減ると覚えましょう。

メリットとしては、ビットコインのブロックには取引結果の記録のみしか、書き込まれないので送金や取引処理の計算や実行処理の負荷は掛かりません。

従って、ビットコインのブロックサイズの容量を節約できますし、送金速度も速いです。データ容量も小さくなるので、送金手数料も抑える効果があります。

デメリットは、最短のペイメントチャネルを作らないと送金速度が低下したり、トランザクションエラーを起こしたりする可能性があります。

2018年現在開発中で、近い将来実用化される予定です。

オンチェーン・・・オフチェーン・・・ペイメントチャネル・・・難しい用語が並びますね・・。正直イメージできないです。

ビットコインのブロックに入れるデータを少なくするということですか?

まったく・・・もっとブロックチェーン技術について勉強しろ!

まあ、大まかにいえばそういうことだ。ただ、いくつかの技術的課題が残されているから、ビットコインに実装されるかは分からないぞ。

Segwitはブロック内のデータを圧縮させる

Segwitとは、ブロックに書き込むデータを圧縮させる技術のことです。イメージしやすいものでは、パソコンのファイルを圧縮させるZIPなどと同じ考え方です。

ビットコインに限らず仮想通貨の取引処理には、

  • 送信先の情報
  • 送信元の情報
  • 電子署名

という3つの情報が含まれています。そこで、Segwitでは電子署名のみを別の処理・管理にすることで容量を約60%削減することが可能となります。

そうすれば、ビットコインのブロックの容量限界を抑える事ができるようになり、遅延やエラーを防ぐ効果があります。

しかしSegwitの場合は、取引量が増加すると再び容量に限界がきてしますリスクがあり、一時的なリスク回避方法といえます。

ハードフォークは互換性のない仕様変更

ハードフォークとは、元の仮想通貨から分裂させることです。分裂させた新しい仮想通貨は、分裂前の仮想通貨とブロックチェーンは同じですがブロックサイズなどを変更させることができます。しかし、分裂前のブロックチェーンとは、互換性がないのでベースとなる技術は同じでも新しい仮想通貨といえます。

ハードフォークが、ブロックサイズの解決にどのように繋がるかは、ビットコインとビットコインキャッシュの例を見ると分かりやすいです。

ビットコインは、2017年にハードフォークが実施され元の仕様であるビットコインと、新しい仕様のビットコインキャッシュに分裂しました。理由は、今回のテーマと同じブロックサイズに関する意見の対立が発端となりました。

結果的にビットコインキャッシュを支持する意見に沿って、ブロックサイズを8MBまで増やして問題を解決させました。

一方、ビットコインを支持する方達の意見は、あくまで安全性を第一に取引してきたことで価値が上がってきたので、機能性よりも安全性を重視させようという方向性へと進みました。つまり1MBのままです。

ハードフォークを行えば、ブロックサイズを変更できると共に変更前のブロックチェーンも残すことができます。

ですので、考え方によっては再びビットコインをハードフォークさせてそれぞれの通貨へ投資家を分散し、負荷を軽減させることもありでしょう。

ハードフォークが行われても大きな混乱は起きない

ハードフォークによって、ビットコインの通貨量が変動したり価値が変わったりするのではないかと思うでしょう。

実際には、ビットコインの通貨量は減りませんし、投資家が納得した上でのハードフォークであれば、引き続き購入するので価値も安定し続けます。

ビットコインキャッシュの際も、市場が混乱するという噂もありましたが、そのような混乱は起きずビットコイン・ビットコインキャッシュ、それぞれ通貨が発行されたので発行量にも変化は起きませんでした。

ですので、取引自体に影響は起きません。

ブロックサイズ問題は取引量の増加と容量が小さいことで起こる

ビットコインのブロックサイズ問題というのは、取引量増加とブロックサイズが小さいことで起きる容量の問題です。容量が限界を迎えれば、取引の大幅な遅延やエラーが頻発することが懸念されているので、現在様々な解決方法が考えられています。

ブロックサイズ問題について、不安視している投資家もいますが、万が一の場合ブロックサイズを大きくするという方法が残されているので解決できないわけではありません。

その方法を使うとセキュリティ面での信頼性に、影響が及ぶのではないかという「価値観」から他の解決方法を模索しているということです。従って、今後もビットコインの取引は正常に行うことができるでしょう。

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