Bitcoin は、公開されたルールの集合であると同時に、世界中のコンピューターから成るネットワークであり、BTC と表される通貨単位でもあります。1つの銀行や企業が共通台帳を管理することなく、人から人へ直接価値を移せます。ウォレットが支払いを作成して署名し、ノードが独立して検証し、マイニングが有効な取引を共通の履歴へ組み込むのを助けます。1 bitcoin は 100,000,000 satoshi に分けられます。
Bitcoin は、1つのアプリでもウェブサイトでも企業でもありません。公開されたルールに従って数千台の独立したコンピューターが通信する、オープンなプロトコルです。同じ言葉が、そのネットワークと通貨単位の両方を指します。そのため「Bitcoin を使う」はネットワークを意味することがあり、「bitcoin を送る」は通常 BTC という単位を意味します。ソフトウェアを入手し、履歴を検証し、支払いを受け取るために中央運営者の許可は要りません。だからといってルールがないわけではありません。むしろルールは厳密で、各 Full Node が自ら検証します。 [1] [3]
Bitcoin はスマートフォン内のファイルでも、ウォレットの中に入った硬貨でもありません。ネットワークは共通の取引履歴を保持し、その中に、まだ使うことができる金額の記録があります。この記録が UTXO です。ウォレットは UTXO を見つけて合計し、その結果を残高として表示します。必要な暗号鍵を持つ人は、次に使うための条件を満たせます。これがセルフカストディの基礎です。利用者自身が支払いを承認する手段を保持します。bitcoin を取引所などのサービスに置いたままにすると、通常は利用者が鍵を直接管理せず、表示残高は運営者に対する請求権を表します。鍵を技術的に管理できることと、法的な所有権は別の問題です。 [5] [7]
ウォレットは、アドレスの作成、利用可能な資金の把握、取引への署名を助けます。アドレスは支払う人に安全に渡せる情報で、受取人のために新しい金額をどうロックするかを示します。ユーザー名でも銀行口座でも秘密のパスワードでもありません。一方、Private Key は誰にも渡してはいけない秘密です。ウォレットはそれを使ってデジタル署名を作り、ネットワークは鍵そのものを知らずに、署名が支出条件を満たすかを検証できます。条件によっては複数の署名や、指定時刻までの待機が必要です。必要な鍵を手に入れた人は有効な取引を作れます。ネットワークには、所有者、窃盗者、署名を強要された人の誰が署名したかは分かりません。 [5] [7]
まず受取人がアドレスまたは支払い要求を送ります。送金者のウォレットは適切な UTXO を選び、受取人向けの出力を作り、残りがあれば送金者が管理する新しいアドレスへお釣りとして戻します。たとえば 100,000 satoshi の出力がある場合、受取人に 60,000 satoshi、お釣りに 39,000 satoshi を作り、1,000 satoshi を取引手数料とできます。これは説明例であり、推奨手数料ではありません。金額、受取人、手数料を確認した後、ウォレットが取引に署名してネットワークへ送信します。ノードは検証し、さらに転送できます。有効な取引は通常、マイナーがブロックへ入れるまで、各ノードのローカルな Mempool で待機します。 [5] [8]
デジタルデータは簡単に複製できます。そのため、正しい署名だけでは十分ではありません。鍵の保有者は、同じ UTXO を使おうとする2つの別の取引に署名できるからです。あるノードは1つ目の支払いを先に受け取り、別のノードは2つ目を先に受け取るかもしれません。どちらも有効な署名を持てますが、1つの有効な履歴に入れるのは最大で一方だけです。これが二重支払いの試みです。Bitcoin は、硬貨ファイルをコピー不能にすることで解決するのではありません。参加者が、共通の順序を持つブロック履歴を検証することで解決します。競合するどちらの取引が最後に残るかは、ウォレットの表示、その取引を今見たノードの数、中央管理者のいずれにも決められません。 [1]
各 Full Node は、その運営者が選んだソフトウェアのルールに従って、受信した取引とブロックを検証します。たとえば、入力が実在して以前に使われていないか、署名が条件を満たすか、取引が無から新しい単位を生み出していないかを確認します。開発者は新しいコードを提案して公開できますが、他人のノードで遠隔から有効にすることはできません。マイナーはブロックを提案できますが、無効なブロックはノードに拒否されます。取引所、ウォレット企業などは顧客に影響を与えられても、ネットワーク全体のルールを一方的に書き換えることはできません。Bitcoin に1人の責任者はいません。多くの参加者が同じ独立検証を繰り返すことで動いています。 [2] [4]
マイナーは有効な取引を候補ブロックに集め、負荷の高い計算を繰り返して得られる Proof of Work を探して競います。成立したブロックは前のブロックを参照し、連続した履歴が少しずつ形成されます。ノードはまず各枝がルールに従うかを確認し、その後、有効な枝の中から累積作業量が最大のものを優先します。これにより、古い支払いを書き換える費用は次第に高くなります。マイニングは、他人の bitcoin を使ったり任意の報酬を作ったりする権利をマイナーに与えません。計算能力の大部分を持てば取引順序や承認を乱せますが、元のルールを適用し続けるノードに無効なブロックを受け入れさせることはできません。 [4]
取引がブロック外で待っている間は未承認です。ブロックに入ると最初の承認を得て、その上にブロックが重なるたび、その履歴部分を書き換える費用は一般に高くなります。したがって承認は絶対に元に戻らないという印ではなく、確度が徐々に高まる仕組みです。平均10分という間隔はネットワークの長期目標で、時刻表ではありません。次のブロックがすぐ来ることも、かなり待つこともあります。まれに再編成で直近のブロックが外れ、取引が再び未承認になったり、競合する支出に置き換わったりします。必要な承認数は取引の価値とリスクで決まります。Bitcoin に中央の取消窓口はなく、自発的な返金は新しい取引です。 [1] [4]
各ブロックは Coinbase Transaction という特別な取引から始まります。これによりマイナーはブロック補助金と、そのブロックに含まれる取引の手数料を受け取れます。新しい単位を作るのは補助金だけで、手数料は利用者が移転した既存の bitcoin です。補助金は1ブロックあたり 50 BTC から始まり、210,000 ブロックごとに Halving と呼ばれる出来事で半分になります。こうしてルールが予測可能な発行日程を定め、整数の satoshi への丸めにより補助金の総和は 2,100万 BTC 未満に保たれます。各 Full Node は、マイナーがルールで許される以上を受け取っていないか確認します。単位数が有限でも価格は保証されず、鍵を失っても代替発行は行われません。 [4]
Bitcoin を使うと、必須の保管業者なしに価値を保有・移転し、自分のノードでルールを検証できます。しかし、その可能性が利用者の責任をなくすわけではありません。紛失または漏えいした鍵をリセットし、誤ったアドレスを直し、詐欺的な支払いを自動的に取り消す機関はありません。公開履歴も匿名ではありません。アドレス自体に名前はありませんが、支払い同士を結び付け、取引所や店舗が知る身元と関連付けられる場合があります。セルフカストディ、独立検証、プライバシー保護は別々の仕事です。Bitcoin は価格上昇、常に安い手数料、即時承認も保証しません。利用者に道具と検証可能なルールを与えますが、安全な利用には注意、バックアップ、具体的なリスクの理解が必要です。 [6] [7]
理解を深めるには、この項目とあわせて次もお読みください Satoshi Nakamoto, Bitcoin Whitepaper, Genesis Block, Proof of Work, Full Node, 21 Million. 次の項目からも参照されています Satoshi Nakamoto, Bitcoin Whitepaper, Genesis Block, Full Node.