暗号資産（cryptocurrency）はブロックチェーンなどの分散型台帳技術（DLT）を基盤とし、暗号技術を用いて発行・管理・取引が行われるデジタル資産。 国家や中央銀行が発行する法定通貨とは異なり、中央管理者が存在しない点が特徴。
暗号技術：公開鍵暗号・ハッシュ関数・デジタル署名などを用いて安全性を確保。
ブロックチェーン：取引履歴をブロックにまとめ、連鎖的に保存する分散型データベース
ブロックチェーン¶
ブロックチェーン（Blockchain） は取引データを「ブロック」にまとめ、時系列に鎖のように連結（chain）して管理する分散型台帳。
中央管理者（銀行など）がいなくても、ネットワーク全体で取引の正当性を**合意（コンセンサス）**により保証する。
[ブロック1] → [ブロック2] → [ブロック3] → ...改ざん防止の仕組み¶
ブロックチェーンの改ざん防止は、暗号学的ハッシュ関数で実現されている。
各ブロックは前のブロックの取引内容のハッシュ値を含む
どこかのブロックを改ざんすると、以降すべてのブロックのハッシュが不整合になる
コンセンサスアルゴリズム¶
中央サーバーがなく分散管理するため、「どのブロックが正しいか」をネットワーク全体で決める必要がある。
いくつか方式がある
| 方式 | 特徴 | 例 |
|---|---|---|
| PoW (Proof of Work) | 膨大な計算競争。最初に正しいハッシュを見つけたノードがブロックを生成 | Bitcoin |
| PoS (Proof of Stake) | 通貨保有量（stake）が多いノードほど選ばれやすい | Ethereum |
| BFT系（Practical Byzantine Fault Toleranceなど） | 限られたノード間で署名合意。高速・省エネ | Hyperledger Fabricなど |
ビザンチン将軍問題とPoW¶
複数の将軍（ノード）が協調して敵を攻撃または撤退する必要があるとき、通信経路が不完全であり、一部の将軍が 裏切り者（faulty node, malicious actor） である可能性がある場合、 全員が同じ決定に合意できるか？ という問題。
要求される条件：
一致性（Consistency）：正直な将軍たちは最終的に同じ決定に到達すること。
妥当性（Validity）：すべての正直な将軍が同じ提案を受け取っていれば、その提案を選ぶこと。
耐故障性（Fault tolerance）：悪意あるノードが一部いても、全体の合意が壊れないこと。
Bitcoin（Satoshi Nakamoto, 2008）は、Proof of Work (PoW) によってビザンチン将軍問題を実用的に解決した。
公開・改ざん困難な台帳（Blockchain）
すべての取引は公開され、各ノードは同じブロックチェーンを参照する。
ブロックヘッダには前のブロックのハッシュ が含まれるため、過去の改ざんは連鎖的に検出可能。
Expected 'EOF', got '_' at position 52: …} (\text {block_̲header}_n))
H_n=\text { SHA256 }(\text { SHA256 } (\text {block_header}_n))主要なコイン¶
| 通貨名 | 特徴 |
|---|---|
| Bitcoin (BTC) | 世界初の暗号資産（2009年登場）。価値保存手段として利用。 |
| Ethereum (ETH) | スマートコントラクト機能を持つプラットフォーム型通貨。DeFiやNFTに広く利用。 |
| Ripple (XRP) | 銀行間送金の高速化を目指すプロジェクト。 |
| Litecoin (LTC) | Bitcoinの改良版。取引処理が高速。 |
| Stablecoin (USDT, USDCなど) | 法定通貨と価値を連動させた通貨。価格の安定性を重視。 |