ETH を送信しましたか？AMM に流動性を提供しましたか？新しい契約を展開しましたか？あなたが行ったすべてのことは、世界のコンピュータ上にオンチェーンの記録を残します。あなたの取引に何が含まれているか知りたいですか？
イーサリアム計算における各原子単位のガイド
イーサリアムは世界のコンピュータです：数千台のコンピュータネットワーク間に存在するグローバルな共有インフラです。
ユーザーはウォレット（例えば MetaMask）を通じてイーサリアムと対話し、ウォレットはネットワークに取引を作成して送信できます。取引が受信されると、それはブロックに書き込まれます。
追加の利点：データのハッシュ計算（ハッシュ関数の適用）
ハッシュ関数：これは任意のデータ量を圧縮された統一数値に変換するためのコードです。入力データは任意の長さであることができますが、出力データの長さは同じです。
（利点）ハッシュ関数は逆に実行できません。
イーサリアムの取引は 3 つの部分で構成されています：
メタデータ（metadata）、送信 / 受信された ETH の金額、ガスの詳細、署名データを含む
キャッシュ（cache）、取引が使用する予定のアカウントと秘密鍵のリスト。
データ、取引のペイロード（スマートコントラクトコードまたは API 呼び出し）
メタデータ —— 取引関連情報#
以下の画像はすべてのメタデータフィールドを示しています。私たちは次にその中の目立たない部分を探ります。
chainid —— EIP-155 によって提案され、ETC のリプレイ攻撃からチェーンを保護するために使用されます。
type —— ここには 2 つのタイプがあります：新しい契約（0x0）と他のすべての契約（0x2）。EIP-2718 は、イーサリアムのコア仕様に影響を与えないタイプを使用できるようにするためのラッピング機能（0x2）を提案しました。
nonce —— 特定のアドレスから送信された取引の数。一度取引がブロックにパッケージ化されると、ウォレットの nonce 値が増加します。リプレイ攻撃を避けるためです。
to —— 取引を受け取るアドレス（ウォレットまたはスマートコントラクト）
value —— 転送される ETH の金額。注意してください —— ここでは ETH のみを計算し、他のトークンは計算しません。
gas —— この取引で使用されるガス単位
maxFeePerGas —— 取引を作成するユーザーが支払う意向のある最高料金（ガスごとに支払う WEI。訳者注：WEI は ETH の最小単位で、1 ETH は 10 の 18 乗 WEI に相当します。）基本料金と優先料金が含まれます。
maxPriorityFeePerGas —— 取引を作成するユーザーが基本料金（base fee）に加えて支払う意向のある最高優先料金（ガスごとに支払う WEI）。この料金は直接マイナー / バリデーターに支払われ、パッケージ化のインセンティブとしてのチップとなります。
gasPrice —— この取引で支払う必要のある各ガス単位のコスト。
(r, s, v) —— この取引を作成したユーザーの署名を構成する 3 つの値。これらは、ユーザーがこの取引に対して EVM の実行前にこの取引を許可したかどうかを検証するために使用できます。
詳細については、次の文献を参照してください：Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA)
キャッシュ
この部分には、取引で使用されるアドレスと秘密鍵のリストであるアクセスリスト（accessList）が含まれています。この取引はリスト外のリソースも使用できますが、コストは高くなります。
アクセスリストは EIP-2929 によって提案され、クライアントが取引中にデータを取得 / キャッシュできるようにします。現在、アクセスリストを通じてアドレスと秘密鍵データを取得するための割引は 9 割です。しかし、この割引は将来的にイーサリアムがより多くの軽量クライアントをサポートするにつれて増加します。
データ —— 取引で転送されるペイロードデータ
データは 3 つの方法で行うことができます：
ETH 転送 —— 空白
スマートコントラクト API 呼び出し —— 関数とパラメータの名前
新しいスマートコントラクト —— スマートコントラクトのコード
入力フィールドのデータはバイナリ形式で記録されますが、人間が読める形式に変換できます。
入力フィールドはチェーン上に存在しますが、EVM の状態の一部ではありません。それは取引中に契約にデータを提供するだけで、イーサリアムによって追跡されることはなく、コンセンサス層で使用することもできません。
EVM はこの取引で提供されたデータのみを使用できます。過去の取引を見ることはできません。
この特性は、イーサリアムブロックチェーンに履歴データを書き込みたいが、EVM への直接アクセスを考慮しないアプリケーションにとって非常に便利です。
Rollup はこのアイデアを最大限に活用した最初のアプリケーションの 1 つです。
時間があれば Rollup について話しましょう。現在、Rollup は入力フィールドにデータを書くことが、イーサリアム EVM の状態に直接書き込むよりも相対的に安価であるという現実に依存しています。
今、あなたは見ることができます！これがイーサリアム取引の姿です。
デジタル通貨の基本原理#
（一）通貨の偽造防止
通貨の偽造を防ぐために、ビットコインの解決策は、すべての通貨の流通情報（すなわち全ネットワークの総帳簿）を保持し、各通貨の出所を追跡できるようにすることです。取引が行われるたびに、流通情報が記録され、ピアツーピアネットワーク上でブロードキャストされ、すべてのノード（流通チャネルの維持に参加するすべてのコンピュータ）がすべての通貨のすべての流通情報を保持します。これにより、任意のノードは取引の前に偽造通貨を簡単に発見でき、偽造通貨の流通を防ぎます。
（二）二重支払いの防止
同じ通貨が同じ人によって二重に使用されるのを防ぐために、中本聡はプルーフ・オブ・ワーク方式を採用しました。前述のように、各取引はネットワークにブロードキャストされ、同じビットコインの取引を二重に使用することは、同じ取引を何度もブロードキャストすることを意味します。他のネットワークノードは、受信した取引のいずれかをブロック A に配置し（1 つのブロックには最近の取引が複数含まれます）、検証を行います。検証方法は、時間のかかる計算を行い、成功すれば全ネットワークにブロードキャストします。別のノードがブロック A の上に次のブロック B の検証を完了すると、B のブロックを A のブロックの後に追加します。このようにしてブロックチェーンが形成されます。
同じビットコインの複数の取引は複数のブロックチェーンを形成し、最終的な結果は、どのチェーンが最も長いかによって、その取引が有効であると確認され、他の取引は無効とされます。これにより、1 つのビットコインは 1 人によって 1 回だけ支払われることが保証されます。
（三）第三者の監視が不要
プルーフ・オブ・ワーク方式により、ビットコインは歴史的取引記録の不正改ざんの可能性を基本的に排除しました。なぜなら、歴史的記録が改ざんされると、あるビットコインの取引記録に新しいブランチが出現することを意味し、改ざん者は新しいブランチを自ら検証する必要があります。一方、他のすべてのネットワークノードは古いブランチで検証を続け、検証チェーンを構築し続けます。改ざん者が他のすべてのネットワークノードの合計を超える計算能力を持たない限り、そのブランチの成長速度は永遠に古いブランチに追いつくことができず、結果としてその改ざん行為は無効とされます。
すべてのノードにすべての取引記録を保存し、時間のかかる計算で取引を検証することを組み合わせることで、安全で信頼性の高い分散型の支払いシステムが構成されます。その本質は、集中監視の作業を誰もが参加する巨大なネットワークに委ねることです。ネットワーク内のすべてのノードが監視の責任を負います。通貨を偽造したり、他のユーザーを欺いたりすることは、ネットワーク全体に対抗することを意味し、成功することはできません。
（四）ビットコインの発行
ビットコインの発行は、通貨流通チャネル自体から生じます。すべてのビットコインの各取引は検証が必要であり、ノードがシステムの正常な運用を維持するために全力を尽くすことを奨励するために、中本聡は相応のインセンティブメカニズムを提案しました。「各ブロックの最初の取引を特別扱いし、その取引はそのブロックの作成者（つまり取引を最初に成功裏に検証した人）が所有する新しい電子通貨を生成します。これにより、ノードがネットワークをサポートするインセンティブが増加し、中央集権機関が通貨を発行することなく、電子通貨を流通領域に配布する方法が提供されます。」「もしある取引の出力値が入力値より小さい場合、その差額は取引手数料となり、その取引手数料はそのブロックのインセンティブに追加されます。」つまり、最初のビットコインは「創世」ビットコインと見なすことができ、創造された後に流通し、後続のビットコインは「創世」ビットコインに参加した取引を検証することによって生成され、流通チャネルに追加され、雪だるま効果を生み出し、ビットコインがますます増加します。
しかし、ビットコインは永遠に増加することはできません。アルゴリズム自体の設計により、4 年ごとに生成されるビットコインの数は半分になります。したがって、最終的にビットコインの総数は 2100 万に近づきます。
ビットコインシステムを維持する人々は、複雑な計算を通じてビットコインの報酬を得ることができ、そのプロセスは鉱夫が鉱山を掘るのに似ています。したがって、維持者は「鉱夫」と呼ばれ、その維持行為は「マイニング」と呼ばれます。注意すべきは、「鉱夫」は自分のデバイス（一般的にはカスタマイズされたコンピュータ、またはマイニングマシンとも呼ばれます）を持ち、自発的に維持に参加するため、人数が多く、常に変動し、固定の「第三者監視者」を形成しないことです。また、特定の時間間隔内に、1 人の鉱夫だけが報酬を得ることができ、マイニングの競争は非常に激しいため、システムの安全性と安定性が保証されます。
（五）マイニング
ビットコインの本質は相互検証の公開記帳システムであり、マイニングの本質は記帳権を争うことです。作業内容から見ると、「マイニング」とは、過去の一定期間内に発生した、まだネットワークで認められていない取引情報を収集、検証、確認し、最終的に改ざんできない取引記録情報ブロックにパッケージ化することです。これにより、このビットコインネットワーク上で公認された取引記録が形成され、永続的に保存されます。
ビットコインの世界では、約 10 分ごとに公開帳簿にデータブロックが記録されます。このデータブロックには、この 10 分間に全ネットワークで検証された取引が含まれています。すべてのマイニングコンピュータがこのデータブロックをパッケージ化して提出しようとするため、最終的に誰が提出したかが最終結果となります。「取引記録ブロック」（すなわちブロック）を成功裏に生成した人は、これらの取引に伴って生成された取引手数料と追加の報酬を得ることができます。取引手数料は通常、資金を送信する側が自発的にマイナーに提供するため、システムによって新たに生成された通貨ではありません。追加の報酬は新たに生成されたビットコインです —— これが前述の「ビットコインの発行」です。
ビットコインの有限性は「追加の報酬」の数によって制御されます。ビットコインシステムの設計に基づき、約 10 分ごとに「取引記録ブロック」を生成でき、最初に 1 つの「取引記録ブロック」を生成すると 50 ビットコインの追加報酬を得ることができます。これは、ビットコインネットワークが 1 日に 7200 ビットコインを追加することを意味しますが、この報酬は 4 年ごとに半分になります。したがって、最終的にシステム全体で最大 2100 万ビットコインしか存在できません。
（六）ブロックチェーン
鉱夫たちが記帳権を争うために実行する計算は、実際にはハッシュ値を逆に求めるランダム数の解決に基づいています。みんなが競争しているのは、10 分以内に誰がランダム数を見つけるかです。このランダム数は、前のデータブロックのハッシュと 10 分間に検証された新しい取引記録を組み合わせることで、特定の条件を満たす最小ハッシュ値を得ることができます。この値が小さいほど、ビットコインネットワークの難易度係数が高くなります。ハッシュ値の結果は非常にランダムであり、結果の大きさを予測することはできないため、全探索法で計算能力を競うしかありません。もしある鉱夫が 10 分以内に記帳権を獲得できなければ、次の競争を待つしかありません。
ランダム数を解決する際にブロックのハッシュを加える理由は、すべてのデータブロックが前から後ろに検証可能なデータチェーンを形成するためです。中間の任意のデータブロックの取引記録を変更すると、それ以降のすべてのデータブロックのハッシュが検証に成功しなくなります。もし記録を変更した後に条件を満たすハッシュを再パッケージ化するために合理的な値を見つけようとすれば、それはその後のすべてのデータブロックのハッシュを再計算する必要があることを意味します。すべてのハッシュを見つけたとしても、ビットコインネットワーク全体の計算よりも速く計算する必要があります。これは、攻撃者がビットコインネットワーク全体の他の部分を超える計算能力を持つ必要があることを意味します。言い換えれば、攻撃が有効であるためには、ネットワーク全体の 50% 以上の計算能力を使用する必要があります。
このデータチェーンはブロックチェーンと呼ばれ、全ネットワークの総帳簿とも呼ばれ、各ユーザーのコンピュータに永続的に保存されます。全ネットワークの計算能力の 50% 以上を持っている者だけがこの全ネットワークの総帳簿を改ざんすることが可能です。ビットコインシステムは、ブロックチェーンと「マイニング」のメカニズムを通じて、通貨が偽造されず、取引が改ざんされず、二重支払いが成功しないという目標を達成しています。
（七）計算の難易度と確認回数
鉱夫が有効なハッシュ値を見つけると、生成されたデータブロックを迅速に転送します。他の鉱夫がこのデータブロックを受け取り、承認すると、それを基に次の計算を行います。もしその間により小さなハッシュ値を持つブロックを受け取った場合、まずデータチェーンの長さを優先し、次にハッシュ値が小さいものを優先し、以前の結果を破棄し、新しい基盤の上で次の計算を続けます。
（八）クライアントウォレットソフトウェア
ビットコインシステムでは、ユーザーのアカウント（アドレス）はローカルクライアントによって自動生成され、1Gz9XmfTK4aH89MVXky1QxtyMcG44NqDRv のような文字列です。ユーザーが他の人にこのアドレスを伝えると、相手はそのアドレスに送金できます。
ビットコインアドレスは、非対称鍵ペアの公鍵であり、この鍵ペアは楕円曲線アルゴリズムによって生成されます。その独自性は、公開鍵で情報を暗号化した後、公開鍵では解読できず、秘密鍵でなければ解読できないことです。同様に、秘密鍵で情報を暗号化した後、秘密鍵では解読できず、公開鍵でなければ解読できません。さらに独特なのは、秘密鍵から公鍵を簡単に計算できる一方、公鍵から秘密鍵を計算することはほぼ不可能であることです。
したがって、ユーザーは自分のアドレス（公鍵）を他の人に伝え、暗号通信を行うことができます。例えば、ユーザー A が自分の公鍵を B に伝え、その後自分の秘密鍵で情報を暗号化し、ユーザー B は A の公鍵を使ってこの暗号化された情報を解読し、その情報が A から送信されたことを確認できます（なぜなら、A の公鍵でなければ解読できないからです）。ユーザー B は A の公鍵で情報を暗号化し、ユーザー A は自分の秘密鍵でこの暗号化された情報を解読し、その情報が自分に送られたものであることを確認できます（なぜなら、自分の秘密鍵でなければ解読できないからです）。しかし、ユーザーは絶対に秘密鍵を他の人に伝えてはいけません。なぜなら、秘密鍵はアドレス（公鍵）の所有権を唯一決定づけるものであり、公鍵から計算することはできません。一度他の人に自分の秘密鍵を伝えれば、そのアドレスに保存されているビットコインを相手に譲渡することになります。相手は秘密鍵を使って公鍵（アドレス）を計算し、ブロックチェーン（全ネットワークの総帳簿）からそのアドレスに関連するビットコイン情報を探し出し、それらのビットコインを使用することができます。
ユーザーアカウントのアドレスと秘密鍵はビットコインウォレットファイルに保存され、通常、秘密鍵は見えず、ビットコインクライアントソフトウェアによって自動的に暗号化、解読されます。したがって、ウォレットファイルは適切に保管する必要があります。一度失われれば、ウォレット内のすべてのアドレスに保存されているすべてのビットコインは安全ではなくなり、他の人に盗まれる可能性があります。ビットコインシステム全体の分散型と匿名性の特性により、ビットコインが盗まれた場合、誰もそれを取り戻す権利や能力を持ちません。
（九）ビットコインの送金
ビットコインには現金取引の概念がないため、すべての取引はアカウント間のデジタル移転に依存しています。したがって、ビットコインの支払いの概念は銀行振込に似ています。仮に A が 100 ビットコインを持っていて、B に送金したいとします。A は「A のアドレスから B のアドレスに 100 ビットコインを送金する」というメッセージを書き、自分のウォレットの秘密鍵で暗号化し、ビットコインネットワーク全体に広めます。ネットワーク上の人々は A のアドレス（公鍵）を使ってこのメッセージを解読し、確かに A から発信されたものであることを確認します。そして、過去の取引データを計算して A のアドレスが確かに 100 ビットコインを持っていることを確認し、ネットワーク全体がこの送金操作を認めます。記帳権を獲得した鉱夫は、現在の時間範囲内のすべての取引記録（もちろん A から B への送金を含む）をパッケージ化してブロックチェーンに追加します。A のウォレットの残高は 100 ビットコイン減少し、B のウォレットの残高は 100 ビットコイン増加し、この送金が 1 回確認されたことが表示されます。約 1 時間後、6 回の確認が完了し、B はこの 100 ビットコインの支配権を得て、この送金は完全に完了します。
非対称暗号技術により、この送金プロセスが円滑に実現され、鉱夫のマイニングは取引の合法性、有効性、不可逆性を保証します。
（十）匿名性と公開性
従来の銀行口座開設や身分証明のプロセスがないため、ビットコインシステムは純粋に匿名です。つまり、ユーザーアカウントのアドレスをユーザー本人と関連付けることはできません。特定のアドレスの秘密鍵を持つ者は、そのアドレスの唯一の所有権を持っています。私たちはローカルの完全な取引記録に基づいて各アカウントの流れ情報を調べることができますが、そのアカウントの所有者が誰であるかを知る方法はほとんどありません。誰でも望む限り、ほぼ無限のアドレスを持つことができます。同様に、他の誰も他人のアカウントにあるビットコインを操作する能力はありません。これは人類の歴史上、技術的に「通貨」が追跡不可能、凍結不可能、無許可で占有されることがないことを保証した初めての例です。
逆に、アカウント所有者は自分が特定のアドレスの富を持っていることを簡単に証明できます。秘密鍵で暗号化されたメッセージを公開するだけで、他の人はそのアカウントの所有権を確認できます。秘密鍵を公開する必要はありません。これは、特定の匿名支払いが確かに誰かによって発信されたことを証明するのにも同様に適用されます。
もちろん、ビットコインシステムは匿名ですが、ある組織が自分のビットコインアカウントを公開することを望む場合、ネットワーク全体がそのアカウントのすべての流れ情報を追跡できます。各送金の到着時間、金額、支出は明確に見ることができ、銀行内部の原始的な請求書を直接照会するのと同じです。NGO（非政府組織）や公益団体にとっては、帳簿の維持コストを大幅に削減し、100% の透明性を実現できます。2013 年の芦山地震では、壱基金がビットコイン寄付を受け、そのビットコイン帳簿はネット上で明確に確認できました。
（十一）不可逆性と回復不可能性
取引が十分に多く確認されると、その取引は不可逆的であり、逆転することはできません。つまり、ある人が誤ってビットコインを他の人の合法的なアドレスに送信した場合、相手がビットコインを返すことを望まない限り、その人のビットコインは永遠に回収できません。ビットコインの世界には仲裁者が存在せず、ユーザーに操作を強制することはできないため、誤った取引が回復できるかどうかは、相手の自覚に依存します。
同様の理由から、ユーザーのウォレットファイル（秘密鍵）が損傷した場合、そのウォレットに含まれるすべてのアドレスのすべてのビットコインが完全に失われ、取引記録の歴史に完全に埋もれます。誰もそれを見ることができますが、得ることはできません。なぜなら、ここには身分証明書を使って取り戻すことができるということはないからです。秘密鍵を解読することで失われたビットコインを取り戻そうとする場合、量子コンピュータの出現を待つしかありません。現在の暗号理論に基づくと、量子コンピュータだけが短時間で楕円曲線暗号アルゴリズムを解読できる可能性があります。
暗号学に基づく安全な通信
P2P ネットワークの接続性はほぼ完璧ですが、信頼の問題は P2P ネットワークだけでは解決できません。例えば、A が B にメッセージを送信し、B が P2P ネットワークを通じて最終的にこのメッセージを受信します。このメッセージは、A のコンピュータから直接送信されることもあれば、複数のコンピュータを経由して送信されることもあります。したがって、B には 2 つの問題があります。第一に、このメッセージは本当に A から送信されたものですか？第二に、このメッセージは誰かに覗かれたり、改ざんされたりする可能性がありますか？
これが、前のセクションで言及した公鍵、私鍵、非対称暗号技術に戻ります。A が B にメッセージを送信し、このメッセージが B だけが解読できることを保証するには、A は B の公鍵（公鍵は公開されており、全 P2P ネットワークが B の公鍵を知っています）で元のメッセージを暗号化します。このメッセージは全 P2P ネットワークに広がりますが、誰もが B の公鍵を持っていても、公鍵ではこのメッセージを解読できず、B の秘密鍵でなければ解読できません。最終的に B はこのメッセージを受信し、自分の秘密鍵で解読して A からのメッセージを読むことができます。
では、A はどのようにして自分がこのメッセージの発信者であることを証明するのでしょうか？ネットワーク上では、誰もが他の誰かになりすますことができます。B がメッセージを受信する際、メッセージを B に伝えたコンピュータが自分は A であると主張する可能性があります。B は当然信じることができません。では、B がこのメッセージが A から送信されたものであることを確認する方法は何でしょうか？
非常に簡単です。A はメッセージを 2 段階で暗号化するだけです。第一段階では、A の秘密鍵で元のメッセージを第一層暗号化します。第二段階では、第一段階で得られたデータを基に B の公鍵で第二層暗号化します。B はこの暗号化されたメッセージを受信し、逆の順序で 2 回解読操作を行います。第一段階では、B の秘密鍵で受信したメッセージを解読し、A の秘密鍵で暗号化されたメッセージを得ます。第二段階では、第一段階で得られたデータを基に A の公鍵で再度解読し、未暗号化のメッセージを得ます。
第一層の暗号化の目的は、このメッセージが A によって暗号化され、発信されたことを証明することです。なぜなら、A の秘密鍵でなければこの暗号化は完了できないからです。このステップはデジタル署名とも呼ばれ、メッセージが他の誰かによって偽造されたり、他の誰かが A になりすます可能性を排除します。第二層の暗号化の目的は、情報が B だけが解読でき、未暗号化の情報を見ることができることを保証することです。なぜなら、B だけが解読秘密鍵を持っているからです。たとえ他の誰かが暗号化された情報を見たとしても、解読することはできず、改ざんすることもできません。
公開透明性
ビットコインの本質は、相互検証の公開記帳システムです。このシステムが行うことは、すべてのアカウントで発生したすべての取引を記録することです。各アカウントの各金額の変化は、全ネットワークの総帳簿（ブロックチェーン）に記録されます。また、すべての人が完全な帳簿を持っており、各人がビットコインの歴史における各アカウントのすべての帳簿を独立して集計でき、任意のアカウントの現在の残高を計算することもできます。
ここで最も重要な点は、すべての人が完全な帳簿を持っているため、システム内に唯一の決定権を持つ人はいないということです。取引データを隠したり変更したりしようとする行為は、全ネットワークによって否決されます。50% 以上のユーザーの帳簿を変更できる能力を持つ者がいない限り、これがビットコインシステムにおける 51% 攻撃と呼ばれます。
ビットコインクライアントは使用時に大量のデータ同期を行い、同期するのは全ネットワークの総帳簿です。これらのデータは、全体のシステムの分散化と各クライアントのすべての知情権を保証します。すべてのデータが公開透明であり、ビットコインソフトウェア全体がオープンソースであるため、誰でもそのソースコードを確認できるため、人々はこの分散型システムを信頼し、その中に何か陰謀が隠されているのではないかと心配することはありません。
計算能力の民主化
鉱夫たちが全ネットワークの総帳簿の改ざんと二重支払いの問題を監視するのは、実際には計算能力投票メカニズムに依存しています。二重支払いの例を挙げると、同じビットコインが二度支払われると、必然的に不一致のブロックデータが形成され、ブロックチェーンが分岐します。どの支払いを認め、どの支払いを拒否するかは、鉱夫の投票によって決定されます。
投票ルールは次のとおりです。もし二重支払いが不一致のブロック A と B を形成した場合、鉱夫 A が A の記帳権を獲得し、A を現在のブロックチェーンの末尾に接続します。鉱夫 B も B の記帳権を獲得し、同様に B を現在のブロックチェーンの末尾に接続します。この時点でブロックチェーンは A チェーンと B チェーンに分岐します。次の記帳サイクルでは、鉱夫たちは新しく生成されたブロックを A チェーンに接続するか B チェーンに接続するかを決定します。このようにして、時間が経つにつれて A チェーンと B チェーンは延長され続け、あるチェーンの長さが他のチェーンを著しく超えるまで続き、その後、長いチェーンが残り、長いチェーンに含まれる取引が確認されます。
同様に、ネットワークの総帳簿を改ざんすることもブロックチェーンの分岐を意味します。一方のチェーンは改ざんされた偽の帳簿であり、もう一方のチェーンは大多数の人々が持つ真の帳簿です。大多数の鉱夫は改ざんされた偽の帳簿を見ることができないため、彼らは正しいチェーンに新しいデータブロックを接続するだけです。つまり、正しいブロックチェーンは大多数の鉱夫によって維持され、改ざんされたブロックチェーンは改ざん者自身によってのみ維持されます。競争の結果、改ざん者の偽の帳簿は捨てられます。
ビットコインシステムのルールの変更はほぼ常にブロックチェーンの分岐を引き起こし、鉱夫たちは異なるチェーンに新しいデータブロックを接続することで新旧ルールに対する態度を表現します。明らかに、私的に変更されたルールは大多数の鉱夫の支持を得ることはできません。なぜなら、ルールはマイニングソフトウェアに組み込まれており、鉱夫たちがソフトウェアを更新しなければ（つまり、私的に変更されたルールのソフトウェアを拒否すれば）、新しいルールのブロックチェーンに新しいデータブロックを接続することはできません。
デジタル通貨ファミリーのメンバー#
ビットコインが登場して以来、デジタル通貨ファミリーは急速に成長し、ほぼ毎月新しいデジタル通貨が誕生しています。未完全な統計によると、現在少なくとも 100 種類以上のデジタル通貨が存在し、その大多数はビットコインのコードを修正して得られたものであり、まだ人々の注目を集めることなく消えてしまったものもあります。別の一部はビットコインの思想を参考にし、そのアルゴリズムやメカニズムに改良を加えています。ビットコイン以外のデジタル通貨を競合コインと総称し、本節では一般的なデジタル通貨をいくつか簡単に紹介します。
（一）ビットコイン（Bitcoin）
ビットコインは最初で最も有名なデジタル通貨であり、デジタル通貨時代を切り開きました。現在、最も注目されており、価格も最も高いです。本書の主要な内容はビットコインを例に展開されますので、ここでは省略します。
（二）ライトコイン（Litecoin）
ライトコインは 2011 年 10 月 7 日に誕生し、ビットコインの最も近いフォロワーです。彼ら自身の言葉によれば、ビットコインが通貨の世界の金であるなら、私たちは銀です。ビットコインと比較して、ライトコインの特徴は次のとおりです：
発行速度が速い。ライトコインの発行速度は平均 2.5 分で 1 ブロックであり、ビットコインの 4 倍です。15 分で 6 回の確認を完了でき、商取引が便利です。
プルーフ・オブ・ワークの面では scrypt アルゴリズムを採用しており、SHA256 アルゴリズムではありません。
scrypt アルゴリズムは、ライトコインと他の純粋にビットコインを模倣したデジタル通貨の最大の違いです。scrypt アルゴリズムの特徴は、計算中に CPU の計算能力だけではなく、大量のメモリのサポートが必要であることです。現在、市場に出回っている専門的なビットコインマイニングマシンは、ライトコインのマイニングにおいてはグラフィックカードに劣ります。そのため、現在のライトコインの鉱夫の大部分は依然としてグラフィックカードでマイニングを行っています。
ライトコインの発明者は、この設定がライトコインのマイニング権を多くの小口投資家に分散させ、大型マイニングマシンの所有者に集中し、独占されることを避けることができると考えています。しかし、この設定は両刃の剣であり、マイニングが少数の人々による資本集約型産業になるのを避ける一方で、グラフィックカードマイニングによって全体の計算能力が低下する問題も引き起こし、ライトコインはビットコインに比べて 51% 攻撃を受けやすくなります。
現在、ライトコインの全ネットワークの総計算能力は約 100GHash/s で、発行された枚数は約 2389 万枚、平均価格は約 32 ドルで、市場価値は約 7.7 億ドルです。
（三）リップル（XRP）
リップルはオープンな支払いネットワークであり、XRP はそのネットワーク内の基礎通貨です。厳密に言えば、XRP は「正統な」デジタル通貨とは言えません。なぜなら、アルゴリズムによって発行されるのではなく、リップルの運営会社である OpenCoin によって集中発行されるからです。XRP の総量は 1000 億枚で、OpenCoin はこれらの XRP を投資家や一般ユーザーに贈与し、贈与の速度によって XRP の価格を制御します。
XRP はビットコインのマイニングメカニズムを採用していないため、多くのビットコイン愛好者から批判を受けています。しかし、実際には XRP の役割はビットコインとは完全に異なり、主に異なる通貨間の換算の基礎通貨として使用されます。現在、XRP には約 5 万のアカウントがあり、毎月の取引量は約 9 億枚です。
（四）マスターコイン（MSC）とビットシェア（BTS）
MSC プロトコルは 2012 年 1 月 6 日に初めて発表され、その首席開発者 J. R. Willett はこれをビットコイン 2.0 と呼びました。Willett の見解は、ビットコインプロトコルは「プロトコルレイヤーのように利用でき、ビットコインの基本プロトコルを変更することなく、そのブロックチェーンの上に独自のルールを持つ新しい通貨のプロトコルレイヤーを構築できる」というものでした。このプロジェクトは 2013 年 7 月 31 日に正式に開始されました。最初に 1 か月間のクラウドファンディング活動が行われ、誰でもビットコインを使って MSC を交換でき、1 ビットコインで 100MSC を購入でき、クラウドファンディング期間終了前に毎週追加の 10% の報酬を得ることができ、投資家がビットコインを早く送信するよう奨励されました。最終的に 5120 ビットコインが集められ、これらの資金は MSC を中心としたプロジェクトの開発に使用されました。現在、去中心化の取引クライアントの開発に 300 ビットコインの報酬がかけられています。
ビットシェアは Invictus Innovations によって作成されたプロジェクトで、全体的な概念はリップルと非常に似ており、取引と流動性の問題を解決するために提案されました。ビットシェアは後に登場し、リップルの多くの優れた思想を参考にし、ビットコインの去中心化思想を発展させました。ビットシェアは内蔵取引機能を持ち、各ユーザーが取引所となり、取引所の去中心化を実現しました。ビットシェアシステム内の通貨単位もビットシェア（BTS）と呼ばれ、マイニングによって発行され、総発行量は約 2000 万枚です。ビットシェアでは、ビットコインやライトコインだけでなく、ドル、人民元、金などのすべての価値のある証券や実物も取引できます。
後の文で MSC と BTS について詳しく説明しますので、ここでは省略します。
（五）ピアコイン（PPC）
PPC は 2012 年 8 月に発表され、プルーフ・オブ・ステーク（POS）を採用してビットコインのプルーフ・オブ・ワーク（POW）によるネットワークの安全性を維持します。PPC の提案者 Sunny King は、POW は中本聡の技術的な主要な突破口であると考えていますが、POW の本質は BTC が運用を維持するためにエネルギーを消費する必要があることを意味します。このようなネットワークの運用を維持するには、大量のコストがかかります。ビットコインネットワークのマイニング出力が減少するにつれて、最終的には取引手数料を引き上げて全体のネットワークの安全性を維持する可能性があります。
PPC は POS+POW の混合設計を採用しており、システム内のブロックには 2 種類のタイプがあります：POS ブロックと POW ブロックです。POS ブロックは特別な取引であり、コインステーク（coinstake、ビットコインのコインベースに相当）と呼ばれます。コインステーク取引では、ブロックの保有者は自分のコインエイジを消費して利息を得ることができ、同時に POS 記帳（造幣）権を得ることができます。これにより、ビットコインのような POW 造幣に加えて、POS も造幣に使用でき、後者はコインステーク取引で消費されたコインエイジに基づいて、1 年のコインエイジを消費するごとに 1 セントのコインを造ることができます。これにより、わずかなインフレが生じます。POW は主に初期の造幣段階で機能し、その重要性は徐々に低下します。
POS を通じて造幣とネットワークの維持を行うことで、PPC は大量のエネルギーを消費する必要がなく、システムの安全性を維持できるため、「エネルギー効率が良く、コスト優位の P2P 電子暗号通貨」と自称しています。この理念は支持者からの認識を得ており、現在、PPC は約 2087 万枚発行されており、1 枚の価格は約 4 ドル、総市場価値は約 9000 万ドルです。
（六）ネームコイン（NMC）
NMC は 2011 年 4 月に初めて発表され、ビットコイン技術に基づく分散型ドメインシステムです。このプロジェクトは bitdns によって提案され、現在の DNS（ドメインネームシステム）の欠陥に対処することを目的としています。NMC はトップレベルドメイン.bit を持ち、ユーザーは NMC を使用して.bit の下のセカンドレベルドメインを購入できます。
NMC の現在の発行量は約 746 万枚で、1 枚の価格は約 6 ドル、総市場価値は約 4500 万ドルです。
（七）その他
その他のデジタル通貨の発行量、価格、総市場価値は表 1-1 に示されています。
消失したデジタル通貨の一部
Coiledcoin、51% 攻撃で死亡。
Fairbrix、プロモーション不足。
Liquidcoin、マイニング難易度が固定され、新しいチェーンの生成速度が速すぎて最終的に制御を失った。
MMMcoin、詐欺で死亡。
Qubic、死因不明。
SolidCoin、デジタル通貨界の奇跡で、「エネルギー」に支えられた通貨として自らを位置づけ、手数料が高すぎて死亡し、詐欺と呼ばれた。
Tenebrix、リリース前に先行マイニングし、鉱夫の信頼を失った。
Rucoin、非オープンソース。
取引関連の 2 つの用語：
市場の深さ#
第一に、市場の深さとは、同じ価格帯で未成立のすべての買い注文または売り注文で構成されます。これは、取引プラットフォーム上で大規模な取引を行う際に、価格が大幅に変動しない能力を指します。市場の深さが深いほど、市場は安定しており、成熟しています。例えば、あなたが火幣ネットで 1000 ビットコインを売却したいとします。現在のリアルタイム価格で取引が成立すると仮定します。1 ビットコインの価格が 1 万元だとします。火幣ネットでは、1 万元の買い注文が 500 件、9999 元の買い注文が 300 件、9998 元の買い注文が 200 件あります。この時点で、リアルタイム価格で売却すると、1000 ビットコインを売り終えた後、ビットコインのリアルタイム価格は 2 元下がります。つまり、あなたの収益は 500*1+300*9999+200*9998 で、合計 999300 元です。別の取引プラットフォームで同様に 1000 ビットコインを売却すると仮定します。このプラットフォームの深さがあまり良くない場合、1 万元の買い注文が 200 件、9999 元の買い注文が 200 件、9900 元の買い注文までいかなければ、あなたの 1000 ビットコインの取引の需要を満たすことができません。したがって、あなたがこの 1000 ビットコインをリアルタイム価格で全て売却すると、価格が 100 元下がります。これが市場の深さの違いです。
市場の流動性#
第二に、市場の流動性とは、市場でビットコインを迅速に売買できる能力を指します。流動性が良いほど、ビットコインを売買する際の待機時間が短く、取引プラットフォームの取引が活発であることを示します。例えば、あなたが火幣ネットで 10 ビットコインを購入するのに 5 秒かかったとします。しかし、別のプラットフォームでビットコインを購入するのに 5 分かかります。この 5 分の間に、あなたはその間の価格変動のリスクを負うことになります。これが市場の流動性の違いです。
取引プラットフォームを判断する際、専門的なユーザーは市場の深さと市場の流動性を重視し、一般的なユーザーは取引量の多さを重視します。しかし、取引量のデータはあまり正確ではないことがあります。いくつかの API ユーザーが取引量を大幅に引き上げることができます。API ユーザーとは何か、後で具体的に説明します。市場の深さと市場の流動性は、取引プラットフォームの質を評価する重要な基準です。また、多くの国のビットコイン取引プラットフォームは従来の金融ライセンスを持っていないため、プラットフォームの運営時間やブランドの評判を考慮することも、取引プラットフォームを判断する際の非常に重要な参考です。
先ほど言及した API ユーザーとは具体的に何を意味するのでしょうか？実際、これは従来の金融市場における自動取引に似ており、時には量的取引とも呼ばれます。トレーダーは自分の戦略に基づいて、取引戦略とパラメータを設定し、プログラムを起動することで自動取引を行うことができます。プログラムが自動的に実行されるため、その知能の程度や頻度は人間の手動操作よりも高くなります。いくつかの量的取引戦略はアービトラージ戦略であり、戦略が価格差が何元に達したと検出すると、高いプラットフォームで売却し、低いプラットフォームで購入します。別の量的取引戦略はトレンド戦略であり、より複雑で、トレンド指標に基づいて売却と購入の信号を発します。量的取引は成熟した取引市場の構成要素です。
次に、世界のビットコイン取引の発展を見てみましょう。世界で最初の有名な取引プラットフォームは MTGox であり、「電驢の父」ジェド・マケーレブによって 2010 年 7 月に設立され、後に日本に移住したフランス人マーク・カプレスに売却されました。マーク・カプレスは MTGox を改造し、世界最大のビットコイン取引プラットフォームに育て上げました。一時は世界のビットコイン取引量の 70% を占め、中国のトレーダーはこれを「門頭溝」と呼びました。しかし、このプラットフォームは 2014 年 2 月にハッキング攻撃を受け、85 万ビットコインが盗まれました。それ以降、プラットフォームは閉鎖され、破産を申請しました。これが中国のビットコイン取引プラットフォームの台頭の大きな機会となりました。
2014 年上半期から 2017 年 1 月まで、中国は世界最大のビットコイン取引市場となりました。これは、中国の取引プラットフォームがサービス革新や製品革新に多くの努力をしたためです。また、中国の取引プラットフォームは取引手数料を免除する取引戦略を実施しました。
2017 年 1 月までに、中国の中央銀行などの規制当局が主流の取引プラットフォームに進出し、ビットコイン取引の投機を抑制しました。中国の取引プラットフォームはレバレッジ業務を取り除き、取引手数料を徴収し、マネーロンダリングシステムのアップグレードを行いました。この期間中、日本は 2017 年 1 月から再び世界最大の取引市場となりました。火幣ブロックチェーン研究センターの 3 月の統計によると、世界各国の通貨で計算されたビットコイン取引量のランキングでは、円が 1 位で、取引量は世界の 43% を占めています（1 週間で 917478 個取引）。2 位はドル、3 位は中国人民元です。2017 年 9 月には、韓国ウォンも人民元を超えて 3 番目の法定通貨としてビットコイン取引市場に登場しました。
海外の取引プラットフォームでは、運営時間が比較的長い取引プラットフォームをいくつか紹介します。先ほど言及した MTGox「門頭溝」に加えて、スロベニアの Bitstamp も比較的早いプラットフォームです。2014 年末には一度安全事故が発生しましたが、安定して乗り越えました。香港で運営されているドル取引プラットフォーム Bitfinex も非常に古い大規模な取引プラットフォームですが、2016 年 8 月に約 12 万ビットコインがハッキングされました。その後、Bitfinex は類似の債権転換方式を採用し、この危機を乗り越えました。アメリカの取引所 Circle と Coinbase は、コンプライアンスを通じてより競争力のある取引所に成長しました。他の取引所は差別化されたポジショニングを通じてユーザーを獲得しています。例えば、LocalBitcoins は自らのビジネスを OTC 取引に焦点を当てています。各取引プラットフォームにとって、プラットフォームのビットコイン資金の安全性を確保することは深刻な話題であり、生死に関わる問題であり、軽視してはいけません。火幣ネットは長年運営されており、国内で初めて全職の安全チームを採用したプラットフォームであり、初めて自社開発のマルチシグネチャウォレットを採用したプラットフォームでもあります。安全面では非常に多くの経験を積んでいます。
では、場内取引と場外取引はそれぞれ何を意味するのでしょうか？これは 2 つの相対的な概念です。取引プラットフォーム上でのマッチング、売買価格が公開され、プラットフォームが現在の価格をリアルタイムで表示します。これが場内取引です。例えば、あなたが 3 ビットコインを購入したいとし、現在の価格が 3333 ドルだとします。あなたは少し高いと感じ、3332 ドルの時に購入したいと思い、3332 ドルの買い注文を出します。しばらくすると、誰かがその価格で売却し、あなたと取引が成立します。この時点で、あなたは 3 ビットコインをアカウントに取得します。プラットフォームがあなたの取引をマッチングしているため、これは株式に似ており、あなたは取引相手が誰であるかを知る必要はありません。あなたにこの 3 ビットコインを売却したのは 1 人かもしれませんし、複数人かもしれません。先ほど紹介した取引プラットフォーム、火幣ネット、BitStamp、BitFinex、Coinbase などで行われる取引はすべて場内取引に該当します。
法定通貨に関連する場内取引にはもう 1 つ顕著な特徴があります。それは、現地の金融法律規制に従う必要があり、ユーザーに対して厳格な認証とマネーロンダリング処理を行い、プラットフォームが資金の合法的な出所を保証する義務を負うことです。
場内でビットコイン取引を行うことは、株式を購入するのに非常に似ています。ただし、少し違いがあります。中国の A 株の株式取引時間は月曜日から金曜日の午前 9 時半から午後 3 時までです。私たちの国の株式には 10% の上下制限があり、「T+1」決済制度があります。当日購入した株式は、次の取引日まで売却できません。一方、ビットコインの場内取引は、世界中で 24 時間取引が行われており、開閉時間がなく、上下幅の制限もなく、すべての取引は「T+0」であり、場内でいつでも購入でき、購入後はプラットフォームから引き出すことができます。
では、場外取引とは何でしょうか？取引プラットフォーム以外にも取引を行う場所があり、これらの市場は集中した統一取引制度とマッチングメカニズムがないため、場外取引市場または OTC 取引市場と総称されます。先ほどの例を挙げると、あなたが 3 ビットコインを購入したいとし、仲介者を探すか、鉱夫を見つけて、彼に「3 ビットコインをいくらで売ってくれますか？」と交渉する必要があります。あなたが 3332 元でこの 3 ビットコインを購入したいと思っても、鉱夫が「あなたの提示は安すぎます」と言えば、あなたは購入できません。したがって、次の人を探すか、再度交渉し、満足のいく価格を見つける必要があります。これが場外取引または OTC 取引です。
ブロックチェーン資産の種類が増えるにつれて、従来の法定通貨によるデジタル資産の取引は、世界中の人々の投資ニーズを満たすことができなくなっています。火幣ブロックチェーン研究センターの監視によると、現在、世界のビットコイン取引の半分以上がコイン対コイン取引から来ており、法定通貨とビットコインの取引はますます小さな割合を占めています。比較的有名なコイン対コイン取引プラットフォームには Poloniex や Bittrex があり、一般的に P ネットや B ネットと呼ばれています。火幣ネットの国際サイトもコイン対コイン取引をサポートしており、火幣海外チームによって運営されています。
コイン対コイン取引は、法定通貨とビットコインの取引に比べて専門的であり、ここでいくつかの用語を説明します。
取引ペア#
まず、取引ペアとは何かを説明します。取引ペアとは、ある資産を使って別の資産を価格付けすることを指します。例えば、ドルを使ってビットコインを価格付けすると、ビットコインとドルの取引ペアが形成されます。ビットコインを使ってライトコインを価格付けすると、ライトコインとビットコインの取引ペアが形成されます。世界中のデジタル資産の種類が増えるにつれて、多くの国がデジタル通貨を価格付け通貨として使用するようになり、コイン対コイン取引がますます増加しています。
コイン対コイン取引#
次に、コイン対コイン取引がどのようなものであるかを説明します。あるデジタル資産を直接別のデジタル資産に交換することであり、その間に法定通貨の中継や決済が関与しないことを意味します。これが私たちが言うコイン対コイン取引です。取引中には、ビットコインを使ってライトコインを交換することもできますし、ライトコインを使ってビットコインを再度交換することもできます。イーサリアムを使ってビットコインを交換することもできますし、ライトコインを使ってイーサリアムを交換することもできます。コイン対コイン取引の取引対象は、前述の「取引ペア」であり、コイン対コイン取引の価格は取引ペアの基礎通貨の価格です。
以下は、一般的なコイン対コイン取引ペアのいくつかです：
例えば、ライトコイン対ビットコインの取引ペア（LTC/BTC）：これはビットコイン（BTC）を使ってライトコイン（LTC）を価格付けすることを意味します。取引が 1 回行われるごとに、何ビットコインでライトコインを購入できるか、または何ライトコインで何ビットコインを交換できるかを示します。
同様に、イーサリアム対ビットコインの取引ペア（ETH/BTC）：これはビットコイン（BTC）を使ってイーサリアム（ETH）を価格付けすることを意味します。この取引ペアの価格は、1 つのイーサリアムが何ビットコインに相当するかを示します。
さて、今日はビットコイン産業の中流である取引について話しました。取引プラットフォームの優劣を判断する方法、特に市場の深さと市場の流動性を重視することを理解しました。また、世界で比較的有名な取引プラットフォーム、場内取引と場外取引がそれぞれ何であるかを説明しました。再度、これら 2 つの取引が何であるかを振り返りましょう：
場内取引は、取引プラットフォームで行われるマッチング取引であり、取引プラットフォームがあなたの取引をマッチングし、価格が公開され、リアルタイムで現在の価格が表示され、相手が誰であるかを知る必要はありません。
場外取引は、統一された取引市場や取引場所がない取引方式であり、あなたが自分で相手を探し、交渉して合意に達する必要があります。
さらに、コイン対コイン取引についても言及しました。現在市場のコイン対コイン取引はビットコイン取引の半分を占めており、ビットコインを使ってイーサリアムを取引することもできますし、イーサリアムを使ってライトコインを交換することもできます。非常に多くの取引ペアがあります。
1 つのビットコインウォレットは、無数のウォレットアドレスを生成できます。各アドレスにはビットコインを入れることも、ビットコインを送信することもできます。各アドレスには 1 つの秘密鍵が対応しており、各秘密鍵は 1 つのビットコインアドレスに対応しています。秘密鍵を使ってビットコインを消費する方法は、その秘密鍵が所有する未消費のビットコインに署名することです。この署名プロセスは暗号化プロセスでもあります。
秘密鍵はランダムに生成されますが、秘密鍵は安全ですか？私はすべての組み合わせを試すことで、特定のビットコイン秘密鍵アドレスに対応する文字列を見つけることができるでしょうか？さらに、世界に同じ秘密鍵が 2 つ存在することはあるのでしょうか？もし 2 つの同じ秘密鍵が存在すれば、これらの 2 人は互いに自分のビットコインアドレスの資産を動かすことができるでしょう。心配しないでください。ゆっくりと説明します。
暗号学的に言えば、秘密鍵は安全です。なぜなら、秘密鍵は本質的に 32 バイトの配列で構成されており、1 バイトは 8 ビットの二進数であり、つまり二進数は 0 または 1 の 2 つの可能性しかありません。したがって、秘密鍵の総数は 2^256 の可能性があり、この数は宇宙中の原子の総数を超えています。私たちの生活の中でのパスワードは、ハッカーによって簡単に試されることができます。なぜなら、簡単に解読できるパスワードは通常短いため、ハッカーはこれらの数を試すだけで済むからです。しかし、ハッカーがすべての秘密鍵を試すためには、太陽全体のエネルギーを消費することも不可能です。私たちが言うビットコインの秘密鍵は、暗号学的に見て安全であるというのは、重複する秘密鍵が出現する可能性がないということではなく、すべての秘密鍵を試す方法や他の方法でビットコインアドレスの背後にある秘密鍵を見つけることができないということです。したがって、秘密鍵は暗号学的に見て安全です。
特定のビットコイン