ブロックチェーンテクノロジーのしくみ：初心者向けステップバイステップガイド[2022]

ブロックチェーンは、さまざまな業界を変革する革新的なテクノロジーであることが証明されています。 その文字通りの意味で、それはブロックのチェーンを意味します。 ブロックチェーンを使用すると、金融取引などのデジタル情報がチェーン内の別々のブロックに保存されます。 堅牢な暗号化方式がトランザクションを保護し、コンセンサスアルゴリズムがネットワークステータスを維持して、透過性を実現します。 このブログでは、ブロックチェーンがどのように機能するかについて詳しく説明しています。

世界のトップ大学からオンラインソフトウェアプログラムを学びましょう。 エグゼクティブPGプログラム、高度な証明書プログラム、または修士プログラムを取得して、キャリアを早急に進めましょう。

ブロックチェーンの仕組みを理解する

このブログとブロックチェーンの仕組みの簡単な説明のために、ブロックチェーンネットワークを介したトランザクションの例を次に示します。 たとえば、あるユーザーが友人のエイミーにビットコインをいくつか送りたいとします。 このトランザクションは、デジタルメッセージとしてブロードキャストされます。 デジタル署名が割り当てられています。 このデジタル署名は、トランザクションが本物であることを検証します。

次に、このトランザクションはピアツーピアネットワークにブロードキャストされます。 ネットワークの最初のノードがそれを受信します。 次に、トランザクションが検証され、ネットワーク上の次のビットコインノードに渡されます。 すべてのノードは、トランザクションが完了する前にネットワーク上で検証プロセスを実行します。 これにより、有効なトランザクションのみがシステムを通過するようになります。

各ノードは、確認済み（mempool）プールと未確認トランザクション（transactional）プールを作成し、トランザクションを転送します。 その後、トランザクションはマイニングノードに到達します。 このノードは、新しいトランザクションを収集、検証、および伝播します。 次に、マイナーノードはトランザクションを候補ブロックに集約します。

読む：ブロックチェーンの暗号化：タイプとアプリケーション

ブロックチェーンとマイニングノード

マイニング/マイナーノードに関してブロックチェーンがどのように機能するかをよりよく理解するために、別のユーザーであるMichaelがこのトランザクションでマイナー（マイニングノード）として機能するとします。 Michaelは、最初にすべてのトランザクションをブロックに収集し、次にブロックヘッダーを作成します。 マイニングノードは、バージョン、前のブロックハッシュ、メルケルルート、タイムスタンプ、難しいターゲット、およびノンスの6つのフィールドに入力して、ブロックヘッダーを作成します。 これらのフィールドがすべて入力されると、ブロックマイニングを開始できます。 各フィールドを見てみましょう。

• バージョン：サイズ4バイト–ブロックのバージョンを表示します。
• 前のブロックハッシュ：サイズ32バイト–チェーンの最後のブロックのハッシュを参照します。
• メルケルルート：サイズ32バイト–ブロックトランザクションのメルケルツリーのルートのハッシュです。
• タイムスタンプ：サイズ4バイト–ブロックの作成にかかったおおよその時間を示します。
• 難しいターゲット：サイズ4バイト–ブロックのプルーフオブワークアルゴリズムの難易度ターゲット。
• ノンス：サイズ4バイト–プルーフオブワークアルゴリズムのカウンターとして使用されます。

ブロックヘッダーが完了すると、ブロックマイニングプロセスが開始されます。 マイニングは、ナンスの価値を見つけることを目的としています。 要件を満たすナンスが見つかる前に、数十億および数兆のナンス値をテストする必要があります。

次のステップは、ブロックを有効にするプルーフオブワークアルゴリズムの解決策を見つけることです。 プルーフオブワークは、トランザクション要件を満たし、他の人が簡単に検証できるデータです。 Michaelのマイニングノードは、ブロックを検証するために難易度の目標に到達する必要があります。 ブロックには、「難易度ビット」と呼ばれる表記で難易度ターゲットが含まれています。

ブロックのマイニングに成功

ブロックチェーンがどのように機能するかという行の次は、ブロックのマイニングの成功です。 Michaelには、SHA-256アルゴリズムを互いに並行して高速に実行するさまざまなコンピューティングデバイスがあります。 ハードウェアはブロックヘッダーを受け取り、テストは1秒あたり数兆ノンスで開始されます。

マイニングマシンが解決策を見つけると、それはマイニングノードに送り返され、ブロックはすぐにピアに転送されます。 新しいブロックは検証および伝播され、各フルノードによって個別に検証されます。 新しいブロックが検証されると、ブロックを既存のブロックチェーンに接続することにより、チェーンにアセンブルされます。 検証後、ブロックチェーンの一部になります。 このプロセスは、トランザクション全体が完了するまで実行されます。 その後、エイミーはジョンからビットコインを受け取ります。

必読：ブロックチェーンで成功するキャリアを作る方法は？ あなたが知る必要があるすべて

最終的な考え

このブログが、ブロックチェーンの仕組みを理解するのに役立つことを願っています。 テクノロジーについて詳しく知り、ブロックチェーン開発者としてのキャリアパスを取得するには、ブロックチェーンテクノロジーのupGradの高度な証明書プログラムに登録できます。 1対1のメンターシップと、ゼロパーセントのEMIオプションを備えた200時間以上の学習コンテンツを提供します。