初心者のためのブロックチェーンチュートリアル：ブロックチェーンの基本概念を学ぶ

ブロックチェーンは、テクノロジー分野で最も人気のあるスキルの1つになっています。 600人のエグゼクティブを対象とした2018年のPwC調査によると、15の異なる地域に属しており、回答者の約84％が何らかの方法でブロックチェーンを使用していると述べています。 （出典）

インドでも、政府機関と民間組織の両方がこの堅牢なテクノロジーの使用方法を模索しているため、ブロックチェーンの専門家に対する需要が急速に高まっています。 この話題はすべて、「ブロックチェーンとは何ですか？」と不思議に思うかもしれません。

この質問に対する答えを見つけるのに役立つように、初心者向けに次のブロックチェーンチュートリアルを用意しました。 ブロックチェーンに必要なすべての側面を網羅しているため、このテクノロジーに精通し、ブロックチェーンでのキャリアを追求することができます。

それでも、これは非常に詳細なブロックチェーンチュートリアルであるため、このページをブックマークすることをお勧めします。 後で戻ってくるための参照として保持できます。

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最初にブロックチェーンを説明することから、初心者向けのブロックチェーンチュートリアルを開始します。

ブロックチェーンとは何ですか？

「ブロックチェーン」という用語は、「ブロック」と「チェーン」の2つの単語で構成されています。 ブロックチェーンは、情報を含むブロックのチェーンとして定義できます。 ブロックチェーンはデジタルドキュメントにタイムスタンプを付けるため、デジタルドキュメントを改ざんしたり、日付を変更したりすることはできません。 ブロックチェーンの主な目標は、中央サーバーを必要とせずに二重レコードを保持するという問題を解決することです。

これは、ほぼすべての価値を記録するようにプログラムできる、破損しないトランザクションのデジタル元帳です。 ブロックチェーンの単純なバージョンは、ネットワークで発生したトランザクションの記録を保持するブロックのチェーンです。

ブロックチェーンの「ブロック」はデジタル情報であり、「チェーン」はパブリックデータベースであることに注意してください。 ブロックチェーンでは、ブロックは1つの場所に格納されるだけでなく、複数のシステムに分散されます。

ブロックはどのように機能しますか？ –ブロックチェーンテクノロジーの説明

ブロックには、時刻、日付、トランザクション金額など、トランザクションに関するすべての主要な詳細が格納されます。また、トランザクションの参加エンティティに関する情報も格納されます。 たとえば、ベンダーから製品を購入した場合、ブロックは独自のデジタル署名を記録します。 はい、それはあなたの名前を保存しません。 ブロックチェーンでは、すべてのユーザーが一意のデジタル署名を持っており、トランザクションに関する情報は、実際の名前ではなく、一意の署名を使用して記録されます。

ブロックチェーンのユーザーだけがユニークな資質を持っているわけではありません。 ブロックチェーンネットワーク内のすべてのブロックには、他のブロックとは異なる独自のコードがあります。 この一意のコードは「ハッシュ」と呼ばれます。

1つのブロックに保存できるデータの量は、トランザクションのサイズによって異なります。 1つのブロックは数千のトランザクションをホストでき、ハッシュコードはブロックチェーン内のすべてのブロックが他のブロックと同期していることを保証します。

ブロックチェーンにブロックが多すぎると、それに応じて元帳のサイズが大きくなります。 元帳の大規模なネットワークが、ブロックチェーンが非常に安全である主な理由です。 分散化されているため、1つのブロックに障害が発生しても、ネットワーク全体に障害が発生することはなく、ネットワークはそのまま維持されます。 さらに、1つのブロックのセキュリティが危険にさらされても、ブロックチェーン全体が侵害されることはありません。

ブロックチェーンは、電子メール用のSMTPに似たソフトウェアプロトコルです。 それにもかかわらず、インターネットなしでブロックチェーンを実行することはできません。

ブロックチェーンのユースケース

ブロックチェーンは、用途が広く堅牢なテクノロジーです。 その独自の性質により、ほとんどすべての業界が日常業務に統合することでメリットを得ることができます。

潜在的なユースケース

ブロックチェーンは比較的新しいテクノロジーであり、多くの分野で使用できます。 以下は、ブロックチェーンの潜在的なユースケースの一部です。

簿記と記録管理

すべての業界は、簿記を実行し、記録を保存する必要があります。 これらの記録には貴重な情報漏えいがあり、対応する事業に多くの問題を引き起こす可能性があります。 ブロックチェーンは、簿記と記録管理の非常に安全な方法を提供し、不要な関係者や悪意のある人々がそれらにアクセスできないようにします。

投票

不正投票を防ぐために、政府はブロックチェーン技術を使用して投票者IDを発行し、投票を記録することができます。 前に説明したように、ブロックチェーンはデータを保存するための非常に安全なソリューションを提供し、ブロックチェーンに保存されているデータに変更を加えることは非常に困難です。 ブロックチェーンは、投票プロセスを透明かつ迅速に保つのに役立ちます。

自動運転車

AIと機械学習を使用する以外に、自動運転車はブロックチェーンテクノロジーを利用して、データを不要な関係者から安全に保護します。 2019年、 IBMは、ブロックチェーンを介した自動運転車の情報管理を許可するプロジェクトの特許を申請しました。

ロボット工学とIoT

ブロックチェーンを介して、ドローンとロボットの分散型ネットワークを作成できます。 これにより、1つのドローンの障害がネットワークの他の部分に影響を与えないことが保証されます。

ヘルスケアにおけるデータ管理

病院、ナーシングホーム、およびその他の医療機関は、ブロックチェーンを使用して、在庫、患者の医療記録、および医療機関の金融取引に関するデータを保存および管理できます。 ブロックチェーンテクノロジーのユースケースの詳細をご覧ください。

既存のユースケース

ブロックチェーン実装の実際の例を次に示します。

ドバイのブロックチェーン

スマートドバイオフィスは、2016年に、起業家や開発者を投資家やベンチャーキャピタリストと結び付けるためのブロックチェーン戦略を開始しました。 ドバイの発展を促進し、世界で最も幸せな都市にすることを目的としていました。 彼らは、2020年までにドバイを完全にブロックチェーンベースの都市にすることを目指しています。

国連世界食糧計画

国連世界食糧計画は、2017年にブロックチェーン技術を使用して、パキスタンのシンド地域の農村地域を支援しました。 彼らは食料、お金、その他の必要な物資を住民に送り、ブロックチェーンを使ってすべての取引を記録しました。 ブロックチェーンは、すべてのトランザクションが透過的で安全なままであることを保証しました。

ブロックチェーンベースのスタートアップ

Incentは、企業やコンテンツクリエーターが視聴者を増やし、報酬を与え、コンテンツを収益化できるようにするスタートアップです。 これは、システムが特定の作成者の視聴者向けのコードを生成するサービスとしての消費者維持（CRaaS）ソリューションです。 視聴者はこれらのコードを利用して報酬を獲得し、作成者と視聴者の両方に利益をもたらすことができます。 彼らはトランザクションにブロックチェーンテクノロジーを使用しています。

暗号通貨（ビットコイン、イーサリアムなど）

初心者向けのブロックチェーンチュートリアルは、ブロックチェーンテクノロジーの最も人気のあるアプリケーションである暗号通貨に言及しないと不完全です。 現在最も人気のある暗号通貨であるビットコインは、ブロックチェーンの最初のアプリケーションであり、ユーザーに多くの利点を提供します。 暗号通貨は、企業が安全かつ効率的に取引を行うことを可能にします。

ブロックチェーンについての誤解（ブロックチェーンとは何か）

ブロックチェーンを理解するには、まずこのテクノロジーを取り巻く真実と神話を区別する必要があります。 ブロックチェーンに関する一般的な誤解のいくつかを次に示します。知っておく必要があります。

神話：ブロックチェーンはトランザクション処理システムの代替品です

現実：ブロックチェーンを使用して、特定のシナリオでのみトランザクション処理システムを置き換えることができます。 本格的なトランザクション処理システムに代わるものではありません。

神話：ビジネスネットワークがなくてもブロックチェーンは必要

現実：ビジネスネットワークが存在しない場合は、ブロックチェーンテクノロジーを実装する必要はありません。

神話：ブロックチェーンは製品です

現実：ブロックチェーンはあなたが購入できる製品ではありません。 ブロックチェーンのユーティリティは、その上に構築できるさまざまなアプリケーションのためです。

神話：ブロックチェーンはビットコインのすべてであるか、ブロックチェーンはビットコインです

現実：ビットコインはブロックチェーンの最初のアプリケーションですが、ブロックチェーンはビットコインだけではありません。 ビットコインはブロックチェーンに基づく暗号通貨であり、ビットコインはデジタルトークンであり、ブロックチェーンは元帳です。 あなたはビットコインなしでブロックチェーンを持つことができますが、ブロックチェーンなしでビットコインを持つことはできません。

ブロックチェーンバリアントとは何ですか？

ブロックチェーンチュートリアルのこのセクションでは、ブロックチェーンテクノロジーのさまざまなバリエーションについて説明します。

パブリックブロックチェーン

パブリックブロックチェーンの分散型台帳は、すべてのユーザーに表示されます。 ここで、すべてのユーザーは、ブロックチェーンに存在するブロックを変更および検証できます。 パブリックブロックチェーンのいくつかの顕著な例は、イーサリアム、ファクトム、ビットコインです。

プライベートブロックチェーン

プライベートブロックチェーンネットワークは通常、特定の組織に属しています。 ここでは、組織の特定の数人だけがトランザクションブロックを変更できます。 それでも、誰でもブロックを表示できますが、変更することはできません。 このようなネットワークに存在するブロックを変更するには、特定のユーザーからの許可が必要です。 ブロックチェーンとマルチチェーンは、プライベートブロックチェーンの2つの顕著な例です。

コンソーシアムブロックチェーン

コンソーシアムのブロックチェーンでは、トランザクションブロックを追加および検証できるのは、個人または組織のグループのみです。 このようなネットワークの元帳は、特定のグループのみに公開されています。 安全性が高く、特定のセクターの組織でのみ使用されています。 コンソーシアムブロックチェーンの例は、R3、Hyperledger 1.0、およびRippleです。

ブロックチェーン哲学とは何ですか？

ブロックチェーンには哲学があります：

• 許可されたブロックチェーン
• 許可のないブロックチェーン

これら2つの哲学の違いは次のとおりです。

許可されたブロックチェーン

許可されたブロックチェーンには、特定のグループの人々だけがいくつかのアクションを実行できるようにするアクセス制御レイヤーがあります。 このような構成により、ネットワークのユーザーのトランザクションアクティビティが抑制されます。 許可されたブロックチェーンは、セキュリティのレベルが高いため、大企業や企業に人気があります。

たとえば、ITサービスプロバイダーは、許可されたブロックチェーンネットワークを実装して、クライアントの機密情報を記録する場合があります。 一部のサードパーティは、そのような情報のトランザクションプロセスに関与している可能性がありますが、それらのトランザクションに存在する機密情報にアクセスすることはできません。 許可されたブロックチェーンは、サードパーティがそのような情報にアクセスできないようにします。

許可のないブロックチェーン

名前が示すように、許可のないブロックチェーンは、許可されたブロックチェーンの反対です。 少数の人だけがブロックチェーンにアクセスできる許可されたブロックチェーンとは異なり、誰でも許可のないブロックチェーンでブロックチェーンにアクセスできます。

ビットコインとイーサリアムは、許可のないブロックチェーンの2つの注目すべき例です。 ここでは、プルーフオブワークマイニング（PoW）が必要であり、ハッシュパワーが信頼レベルを決定します。 プルーフオブワークとは何ですか？ これについては、次のセクションで説明します。

なぜブロックチェーンはとても安全なのですか？ （PoWおよび分散P2Pネットワーク）

ブロックチェーンは、トランザクション情報を含むブロックのチェーンであることはすでに知っています。 また、すべてのブロックに固有の署名としてハッシュがあることもわかっています。 ただし、ブロックチェーンネットワークを安全に保つにはハッシュだけでは不十分です。

高度なコンピューターは数十万のハッシュを数秒で計算でき、ハッカーは許可なくブロックを変更できます。 次に、このプロセスを繰り返して、残りのブロックチェーンを操作できます。

ただし、ブロックチェーンにはこの問題に取り組むための2つの解決策があり、それらは次のとおりです。

• プルーフオブワーク（PoW）
• 分散型P2Pネットワーク

プルーフオブワーク

プルーフオブワークは、解決するために多大な労力を必要とする計算問題です。 ただし、この問題の解決にかかる時間と比較して、この問題の結果を確認するのにかかる時間はごくわずかです。

したがって、ハッカーがブロックチェーンを操作したい場合は、1つのブロックに対してプルーフオブワークを実行し、変更を実装してから、後続のブロックに対してプロセス全体をやり直す必要があります。 プルーフオブワークをハッシュと組み合わせると、ブロックチェーンは非常に安全なソリューションになります。

分散型P2Pネットワーク

すべてのブロックチェーンには、分散型のピアツーピアネットワークがあります。 チェーンを管理するための中央の権限はありませんが、代わりに、このタスクをピアツーピアネットワークに依存しています。

ユーザーがブロックチェーンネットワークに参加すると、ブロックチェーンの完全なコピーが取得され、ネットワーク内のすべてのコンピューターがノードと呼ばれます。 新しいユーザーがブロックチェーンに新しいブロックを作成すると、ネットワーク上に存在するすべてのユーザーに送信されます。

ここで、すべてのノード（コンピューター）がブロックを検証する必要があります。その後、ブロックをブロックチェーンに追加できます。 ブロックチェーンに存在するすべてのノードは、どのブロックが有効でどれが無効かについてのコンセンサスを作成します。 改ざんされたブロックがブロックチェーンに存在する場合、ノードは同じものを拒否します。

分散型P2Pネットワークでは、ハッカーはブロックにアクセスし、ブロックごとにプルーフオブワークをやり直して何かを操作した後、ネットワークの50％以上を制御する必要があります。 これにより、ブロックチェーンは非常に安全になります。

ブロックチェーントランザクションはどのように機能しますか？

ブロックチェーンはトランザクション情報を格納することを説明しましたが、トランザクションはどのように1つで行われますか？ 方法は次のとおりです。

1. ユーザーは、特定のブロックチェーン（暗号通貨、レコード、契約など）に関連するトランザクションを要求します。
2. 要求されたトランザクションは、ピアツーピアネットワークのすべてのノードに送信されます。
3. ノードは、必要なアルゴリズムを使用して、トランザクションとユーザーのステータスを検証します。
4. トランザクションが完了すると、新しいブロックがブロックチェーンに追加され、変更不可能で永続的なものになります。

結論として、ブロックチェーントランザクションの手順は次のとおりです。

1. リクエスト
2. ブロードキャスト
3. 検証
4. 添加

このプロセスは、使用するアプリケーションに関係なく、どの種類のブロックチェーンでも同じです。 ブロックチェーンを暗号通貨に使用する場合でも、記録を保持するために使用する場合でも、この正確なプロセスを実行して、新しいブロックをブロックチェーンに追加する必要があります。 ブロックチェーンテクノロジーがどのように機能するかについての詳細をご覧ください。

なぜブロックチェーンを使用するのですか？

ブロックチェーンを使用することには多くの利点があります。 最も重要なものは次のとおりです。

安全

非常に多くのセキュリティ対策が整っているため、ブロックチェーンは私たちが利用できる最も安全なテクノロジーの1つです。 それを改ざんすることはほぼ不可能です。

柔軟性

ヘルスケアから輸送まで、あらゆる業界でブロックチェーンを使用できます。 必要なのは、ブロックチェーンとそれを実装したい業界の実用的な知識だけです。

オートメーション

ブロックチェーンでの操作のほとんどは、ソフトウェアの実装によって行われます。 このような自動化により、ブロックチェーンネットワークは非常に効率的になります。

透明性

ブロックチェーンで行われたすべての変更は、同じものにアクセスできるすべてのユーザーに表示されます。 これにより、物事が透明に保たれ、このテクノロジーの多様性が高まります。

グローバル適応

世界中の組織が、何らかの方法でブロックチェーンを実装または実装しようとしています。 これは世界的に認められ採用されている技術であり、人気を集めています。

信頼性

ブロックチェーントランザクションのすべての利害関係者は、認証および検証されます。 これにより、二重レコードが不要になり、トランザクションプロセスの信頼性が大幅に向上します。

初心者のためのブロックチェーンチュートリアルを超えて

初心者向けのブロックチェーンチュートリアルでは、このトピックの基本について説明しています。 ご想像のとおり、ブロックチェーンは多くのサブセクションと技術を備えた広大な分野です。 それらすべてについて自分で学ぶのは難しい場合があります。

ブロックチェーンを学ぶための最良の方法は、ブロックチェーンコースを受講することです。 コースを使用すると、業界の専門家から学び、カリキュラムを通じて段階的に学ぶことができます。

upGradでは、ブロックチェーンテクノロジーの次の2つのコースを提供しています。

• ソフトウェア開発のエグゼクティブPGプログラム-ブロックチェーンの専門分野
• ブロックチェーン技術の高度な証明書プログラム

IIIT-Bと提携してこれらのコースの両方を提供しています。 それらはオンラインであり、ブロックチェーンの基本および高度な概念をカバーしています。

キャリアの目標と要件に応じて、これらのコースのいずれかに参加できます。 彼らはあなたに必要なスキルを身につけさせるので、あなたはブロックチェーンの専門家として業界に参入することができます。

結論

おめでとう！ これで、ブロックチェーンの基本に精通し、初心者向けのブロックチェーンチュートリアルを完了しました。

ブロックチェーンは確かに現在利用可能な最も用途が広く有用なテクノロジーの1つであり、今がこのセクターに参入するのに最適な時期です。 ブロックチェーンの専門家になることに興味がある場合は、ブロックチェーンコースをチェックすることをお勧めします。

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