Web3.0のカギとなるブロックチェーンの仕組みとは?【AI×ブロックチェーンの可能性】

大野

こんにちは、AI-Tech-Lab愛知支部で学生エンジニアをしている大野です。

今回はWeb3.0の時代に欠かせない技術である「ブロックチェーン」について、その仕組みやAIとの組み合わせによる今後の可能性などについてまとめていこうと思います。

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ブロックチェーンの始まり

ブロックチェーンの歴史をたどることは、仮想通貨の歴史をたどることと同じです。

そもそも仮想通貨は、金融機関を経由しない個人間の効率的かつ安全な決済を実現するために、さまざまな人々によって開発が進められてきました。と言っても、傍からすればただの偽物の通貨にすぎないため、法に触れるようなことも多々あったそうです。

そのため、より安全に取引を管理し、利用価値を証明する必要があります。

そこで2008年、サトシ・ナカモトと呼ばれる人物がビットコインと同時に発明したのがこのブロックチェーンなのです。

ブロックチェーンの全体像

ブロックチェーンのメリットはなんといってもセキュリティの頑丈さです。

今までユーザーのデータというのは、大きな企業などが集めて保管してきましたが、攻撃対象が明確なためデータの改ざんのような危険性がありました。これは中央集権的なデータ管理の問題点です。

しかしブロックチェーンはその問題点を解決します。

それを理解するためには、まずはブロックチェーンの仕組みから理解してみましょう。

ブロックチェーンの仕組み

ブロックチェーンを語る上では欠かせない仕組みについてここで理解しておきましょう。

名前から連想するとわかりやすいかもしれませんが、その名の通りブロックチェーンはデータの集まり（ブロック）をチェーンのように繋ぎ、相互に関係性を持たせる仕組みになっています。

あらゆるブロックどうしで整合性を保っているので、一か所攻撃したところでその他の場所も攻撃しなくてはなりません。しかしそこにかかる計算時間より新しいブロック生成にかかる時間の方がはるかに早いため、現実的には不可能となっているのです。

ブロックチェーンの構造

ブロックには以下のようなものが含まれています。

タイムスタンプ

ブロック生成時の時間を表すデータです。

トランザクション

取引の内容などを表すデータの集まりです。

ハッシュ

これがチェーンの正体です。

皆さんの家の位置を表すのに住所を使うのと同じように、ハッシュ値はブロック自体に唯一性をもたせる特殊な値です。各ブロックが直前のブロックのハッシュ値を保管することでブロックどうしの関係性を保っています。

ハッシュ値はSHA-256と呼ばれるハッシュ関数によって出力され、まるでランダムに生成されたかのようなぐちゃぐちゃな値になっています。

ブロックの生成

では、どのようにして新しいブロックが生成されていくのでしょうか？

ここで重要なのが先ほど説明したハッシュ値の存在です。ハッシュ関数によってぐちゃぐちゃなハッシュ値が出力されるわけですが、逆にハッシュ値から元の入力値を予測することはたとえコンピュータを使ったとしても非常に困難です。

この計算によって答えを探す（発掘する）ことをマイニングと呼び、それを行う人々をマイナーと呼びます。

そしてマイナーが答えを見つけることに成功したとき、新しいブロックをつなげる権利を得ることができ、それが完了すると報酬として暗号資産が手に入るのです。

このような仕組みをプルーフ・オブ・ワーク（PoW）と言います。

この仕組みが成り立つ理由は、ブロックチェーンに対して攻撃してデータ改ざんを試みるより、素直にマイニングに挑むほうが合理的でメリットがあるからです。そして自分の利益のためにマイナーが増えることはブロックチェーンの安全性が高まっていくことを意味します。

AI × ブロックチェーンの可能性

ブロックチェーンはAIとの相性が良いといわれています。

信頼性の向上

例えば、医療系AIの開発をするために医療画像を使うとなると、画像の持ち主のプライバシーが関わってきます。個人情報の取り扱いとなるため、その責任は膨大でかなりの信用が必要とされます。

そこで、このブロックチェーンによって教師データを管理すれば信頼性を向上させることができます。

また、ブロックチェーンはAIのブラックボックスによる信頼性の低下を解消する可能性があります。実際にクーガーという会社がAIの学習履歴・実行履歴をブロックチェーンに記録し、その信用性を担保するシステム「GeneFlow」を開発しています。

自動化の手助け

ブロックチェーンによる契約や取引の管理にAIを組み込むことで、様々なステップを自動化することができます。

例えば飲食店では、期限切れの商品を廃品処理したり、状況に合わせて再注文から支払い・仕入れなどを自動で実行できます。

また、製造業では紙ベースでのプロセス管理が必要なくなり、デジタルで自動に管理できるようになります。それに伴って、各過程での炭素排出量をブロックチェーンによって追跡することもできるので、脱炭素の手助けにもなるでしょう。

まとめ

今回はブロックチェーンの仕組みやその可能性についてまとめました。

ブロックチェーンは今までのデータの保管方法を大きく改善する画期的なシステムとなっています。これまでの中央集権的な管理ではなく、分散的にすることでより安全にデータを管理できるようになるのです。

また、ブロックチェーンがデータの信憑性の向上や自動化の手助けになることによって、AIの可能性もさらに広がっていくと考えられます。

このようなことから、この技術はWeb3.0の時代に欠かせない技術であることは間違いありません。

今のうちから理解を深め、今後のIT変革に乗り遅れないよう備えておきましょう！

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