ビットコインとは?仕組みをわかりやすく解説

ビットコインは、最初に生まれた最もよく知られたブロックチェーンで、特定の1社が運営しているわけではない、公開の支払い台帳です。この記事では、誰が作ったのか、ブロックと手数料がどう動くのか、さまざまなアドレス形式の意味、そしてネットワークをリアルタイムで見る方法を説明します。

共有台帳という考え方が初めての方は、先にブロックチェーンとはをお読みください。ここではビットコイン自体に焦点を当てます。

ビットコインとは何か、誰が作ったのか

ビットコインは、サトシ・ナカモトという名前で公開された2008年のホワイトペーパーで説明され、ネットワークは2009年に始まりました。ナカモトの正体はわかっていません。ネットワークを所有する者はいません。ノードと呼ばれる数千台の独立したコンピューターによって運営され、ソフトウェアはオープンソースで、多くのボランティアや企業から報酬を受けた貢献者によって保守されています。

ビットコインが解決しようとした問題は、銀行を介さないデジタル現金です。それ以前のデジタルマネーは、同じコインを二重に使うことを防ぐために、信頼できる第三者が必要でした。ビットコインはその第三者を、誰もが検証できる共有台帳に置き換えます。

現在、人々がビットコインを使う主な目的は、価値の保有と国境を越えた移転、そして決済レイヤーとしてです。意図的にシンプルに作られています。イーサリアムのように汎用的なプログラムを実行することはなく、このシンプルさが設計の一部です。

ブロックの仕組み:プルーフ・オブ・ワーク

ビットコインは**プルーフ・オブ・ワーク(proof of work)**を使います。マイナーとは、候補ブロックのハッシュ(固定長の指紋のようなもの)が目標値を下回るまで、数値を繰り返し推測するコンピューターです。最初に見つけたマイナーがブロックを公開し、他のマイナーは一瞬でそれを検証して、その上に積み重ねていきます。

新しいブロックは、平均して約10分ごとに見つかります。タイミングはランダムなので、1分以内に2ブロックが来ることもあれば、1時間空くこともあります。平均を安定させるため、ネットワークは2,016ブロックごと(およそ2週間ごと)に難易度を調整します。マイニングパワーが増えると目標が難しくなり、減ると簡単になります。

勝ったマイナーは、ブロック報酬(block subsidy)(新たに発行されるビットコイン)に加え、ブロック内の取引の手数料を受け取ります。ブロック報酬は、約4年ごとに**半減期(halving)**というイベントで半分になります。これが、総供給量が2,100万枚に制限されている理由であり、新規発行が時間とともに減っていく理由です。ブロック報酬が減るにつれて、手数料の重要性が増すと見込まれています。

アカウントではなくUTXO

イーサリアムはアカウントごとに残高を持ちます。ビットコインは、財布の中の現金のように動きます。残高は、未使用トランザクションアウトプット(unspent transaction outputs)、つまりUTXOの集まりです。各UTXOは特定の額のコインで、1回だけ使えます。

0.005 BTCのUTXOを使って0.003 BTCを支払うと、取引はUTXO全体を消費し、2つの新しいUTXOを作ります。受取人への0.003と、手数料を引いた約0.002が「お釣り」として自分に戻ります。ウォレットがこれを自動的に処理します。これが重要なのは、インプットの数が取引のサイズを変え、支払うのはそのサイズに対してだからです。

手数料、ウェイトユニット、メモリプール

ビットコインの手数料は、送る金額に基づくものではありません。取引がブロック内で占めるスペースの大きさに基づきます。1ブロックには最大4,000,000ウェイトユニットを入れられ、これは1,000,000**仮想バイト(vB)に相当します。手数料は1仮想バイトあたりのサトシ(sat/vB)**で表されます。1サトシは1ビットコインの1億分の1です。

インプット1つとアウトプット2つの単純な送金は、最新のSegWitアドレスで約140 vBなので、10 sat/vBなら約1,400サトシかかります。正確なサイズは、アドレスタイプとインプットの数によって決まります。

送信すると、取引はまずメモリプールに入ります。これは、各ノードが保持する未承認取引の待合室です。マイナーは手数料率の高いものから選びます。ブロックが満杯のとき、手数料の低い取引は、ときには数時間から数日待たされます。多くのウォレットでは、後からより高い手数料で加速できます。詳細はビットコインのメモリプールと手数料を、他のチェーンとの比較はガスと手数料をお読みください。

手数料が上がる原因:人気トークンの発売や市場のパニックなどで需要が急増するとブロックが埋まり、送信者同士が高い手数料で競り合います。

アドレスタイプ

ビットコインには独自のアドレス形式があり、イーサリアムなどのEVMチェーンの0xアドレスとは無関係です。先頭の文字でタイプがわかります。

新しい形式は取引が小さいため、通常は使うときのコストが低くなります。どれも有効で、互いに送金できます。ウォレットは秘密鍵からアドレスを生成します。ウォレットと鍵をご覧ください。

承認とファイナリティ

**承認(confirmation)**が1つある取引は、最新のブロックに入っています。その上に新しいブロックが積まれるたびに、承認が1つ増えます。ビットコインのファイナリティは確率的です。取引が深く埋もれるほど、覆される可能性は低くなります。高額の場合は6承認(約1時間)が昔からの目安で、少額の支払いではそれより少ない承認数もよく使われます。ファイナリティと承認数をご覧ください。

ライトニングを一段落で

ライトニングネットワーク(Lightning Network)は、ビットコインの上に構築された決済ネットワークで、レイヤー2です。2者がチャネルに資金をロックし、その後オフチェーンで多数の小さな支払いをやり取りします。メインチェーンに精算されるのは、チャネルを開くときと閉じるときだけです。少額で高速な支払いに便利です。独自のウォレットと独自のリスクがあり、この記事ではこれ以上触れません。レイヤー1・レイヤー2・レイヤー3をご覧ください。

ビットコインの比較

ビットコインは、意図的に遅く、シンプルです。速度と機能を犠牲にして、長年の安全性の実績と、非常に保守的なアップグレード文化を得ています。チェーンごとに手数料が違う理由をご覧ください。

注意すべき点

• ネットワークの間違い。 bc1アドレスはビットコインでしか使えません。他のネットワーク向けのアドレスにビットコインを送ると、通常は失われます。最初の数文字を確認してください。
• 入力ミスとクリップボードマルウェア。 送金前に、必ずアドレスの先頭と末尾を照合してください。取引は取り消せません。
• 低い手数料。 手数料が低すぎる取引は、未承認のまま残ることがあります。確認せずに二重送信しないでください。二重に支払うことになりかねません。
• 他のチェーン上のラップドビットコイン。 他のチェーンで「wrapped BTC」と呼ばれるトークンはビットコインそのものではありません。本物のコインを保管している者に依存します。ブリッジとそのリスクをご覧ください。
• 詐欺。 コインを何倍にも増やすと約束する人は嘘をついています。正当な相手がシードフレーズを求めることはありません。

ChainMonitorでビットコインをリアルタイムに追う

• ライブブロックとメモリプール: 各ブロックが、埋まり具合と支払われた手数料率を示すタイルとして表示され、待機中の取引も並びます。
• 最新ブロック一覧: ブロックを開くと含まれる取引が見られます。
• ガストラッカー: 他の6チェーンと並べて、現在のビットコイン送金のコストを表示します。

ヘッダーの検索では、ブロック番号、トランザクションハッシュ、アドレスを入力できます。ChainMonitorには、ビットコインのRPCヘルスページはありません。

よくある質問

ビットコインは誰のものですか?

誰のものでもありません。ネットワークは独立したノードとマイナーによって運営され、ソフトウェアはオープンソースです。台帳を管理したり、ルールを単独で変更したりできる企業や政府はありません。変更には、ユーザーとノード運営者の幅広い合意が必要です。

なぜビットコインの取引には時間がかかるのですか?

ブロックは約10分ごとに見つかり、取引はマイナーに選ばれる必要があります。手数料率が、メモリプールで待っている他の取引と比べて低いと、待ち時間は長くなります。sat/vBを高く設定すれば、早く入ります。

1、3、bc1q、bc1pのアドレスの違いは何ですか?

アドレス形式の違いです。1はレガシー、3はP2SH、bc1qはネイティブSegWit、bc1pはTaprootです。新しい形式は取引が小さくなるため、そこから使うほうが安くなります。すべて互いに送受信できます。

何回の承認が必要ですか?

承認1回は、取引がブロックに入ったことを意味します。少額なら1〜3回が一般的です。高額の場合は、6承認(約1時間)が通常の目安です。

半減期とは何ですか?

約4年ごとに、マイナーが受け取るブロック報酬が半分になります。新しいビットコインが作られる速度を下げるもので、プロトコルに組み込まれているため、誰かの判断を必要としません。

ビットコインはイーサリアムと同じですか?

いいえ。ビットコインは、プルーフ・オブ・ワークとUTXOを使うシンプルな支払い台帳です。イーサリアムは、プルーフ・オブ・ステークを使う汎用のスマートコントラクト基盤です。アドレス、手数料、トークンが異なります。イーサリアムガイドをお読みください。