【仮想通貨】新しいトランザクション（取引）の追加方法【ブロックチェーン】

仮想通貨で用いられているブロックチェーン技術において、新しいトランザクション（取引）をどのように既存のブロックチェーンに組み込んでいくのか、ということについて調べてみました。

１つだけ存在する公開台帳であるブロックチェーンに、新しい取引（仮想通貨の移動）を追加するのはどのような手順で行っているのでしょうか？

ちなみに、トランザクション（取引）は、ビットコインの場合「AさんからBさんへ X（BTC）移動する」といったような指示のことです。

複数のトランザクション（取引）をまとめて管理したものを「ブロック」とし、ブロック単位で承認され、ブロックチェーンに組み込まれていきます。

１ブロックの内容の詳細については以前まとめました。
【ビットコイン】１ブロックに含まれる情報について調べてみた【マークル木】

具体的な手順は以下のようになります。

1. １つ前（親）のブロックヘッダーのハッシュ値参照を作成する
2. 新しく追加された複数のトランザクションからマークル木を作成する。
3. 1．で作成した「ブロックヘッダー参照ハッシュ値」，２．で作成した「マークル木ルートのハッシュ値」などを用いて新しいブロックヘッダーを作成する
4. 3．で作成したブロックヘッダーのハッシュ値を求めるためのナンスを見つける
5. 4. で求めたナンスをブロックヘッダーに追加し、ブロックを完成させる

ビットコインの場合は、１．もしくは ４．の「ブロックヘッダーのハッシュ値」を求めるときに、６４文字のハッシュ値のうち、最初の１６桁の値が全て「０」になるように「ノンス」の値を調節しなければなりません。これは、ブロックの生成時間が 10分になるように、2016ブロック生成されるたびに直近の 2016ブロック生成にかかった時間を測定し調整されているため、2020年現在では、１６桁と設定されているためです。

具体的なハッシュ値は以下のようになります。

00000000000000000007ba1e67d3f54a6e404aad5f573418f77238213ec861ed

合計６４文字で、最初の１６文字が全て「０」になっていることが確認できます。

ブロックヘッダーのハッシュ値は SHA256 を用いているので、２５６ビットとなり１６進数で表されているので合計６４文字となります。

また、ノンスはランダムな ３２ビットの値です。ノンスを色々と変えていって、最初の１６桁が全て「０」になるような値を見つけなければブロックをブロックチェーンに追加することができず、トランザクション（取引）も承認されません。

この最初の１６桁が全て「０」になるようなブロックヘッダーのハッシュ値を求める作業が「マイニング（採掘）」と呼ばれるものです。

そして、マイニングにより、一番最初にハッシュ値を見つけたユーザに報酬（例えばビットコイン）を与えることを Proof of Work（PoW）といいます。

参考図書