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仮想通貨の取引では何が行われている?「トランザクション」の中身を紹介

仮想通貨、ブロックチェーン技術においてトランザクションは切っても切り離せない関係にあります。取引のデータであるトランザクションはある時間ごとにひとつのブロックの中身にまとめられ、時系列順にチェーンで結ばれます。今回はこのトランザクションについて紹介します。

フロック博士

今回はトランザクションについて説明しよう

タカシ

トランザクションって取引データのことだっけ?

フロック博士

その通りじゃ!ワシたちも買い物をするとレシートなどを元に家計簿をつけるじゃろう?ブロックチェーン技術でも同じで、取引をトランザクションという形で記録し、ブロックにまとめるんじゃ

タカシ

ブロックチェーン技術の基本的なことなんだね

フロック博士

まずはトランザクションを構成する要素について紹介するぞ

タカシ

よろしくおねがいします!

トランザクションは何によって構成されている?

まず大きく分けて、トランザクションとはインプット(入金)とアウトプット(出金)によって構成されています。

送金するだけではインプットがあるとは考えにくいかもしれませんが、すべてのトランザクションは必ずインプットとアウトプットで構成されているのです。
例えば50ビットコインが手元にあり(インプット)、0.5ビットコインを誰かに送る(アウトプット)とき、実は単に0.5ビットコインを送っているわけではありません。

相手に50ビットコインをアウトプットし、そのうち0.5ビットコインが相手のインプットとなり、残った49.5ビットコインは自分のインプットとして戻ってきます。
ちょうど500円の買い物をするときに1万円を出して、おつりとして9500円が返ってくるのに似ています。

このようにすべてのトランザクションはインプットとアウトプットによって構成され、インプットとアウトプットによってすべてのトランザクションがつながっています

インプット

一方インプットはトランザクション内のインプット数、送金されたUTXOを参照するためのIDとインデックス、そして「ScriptSig」というスクリプトによって構成されます。

インプットとは過去のアウトプットを参照し、それがUTXOであると未使用なので送金に利用していいとなっているものを指します。
アウトプットをするときには、インプットの中にある送金に使用するUTXOをIDとインデックスを使って参照します。

ユーザーAからBへ送られたビットコインを、BがCへ送るときにはこの仕組みによってAからCへインプットとアウトプットがつながるようになっています。
インプットに収められたUTXOはScriptSigによって、自動的に自分の公開鍵でロックされ、外から閲覧できないようになっています。

自分の秘密鍵を使ってScriptSigのロックを解除することでUTXOの確認が可能になります。

アウトプット

アウトプットは、同一トランザクション(Tx)内のアウトプット数と、アウトプットで各アドレスへ実際に送った金額、そして「ScriptPubKey」という、プロトコルによって構成されています。

ScriptPubKeyはあるアウトプットを送金相手のトランザクションに設定された公開鍵を参照してロックし、送信相手の秘密鍵でないと解除できないように定義した文字列です。

相手に送られたアウトプットはScriptPubKeyによってロックが解除され、UTXO(Unspent Transaction Output)という未使用のアウトプットという形で相手のインプットへ組み込まれます。

また先に述べたおつりの例においても、49.5ビットコインは自分から自分へアウトプットした、UTXOとして返ってくることになります。

送金をするときには入力側と出力側がそれぞれのプロトコルを実行し、電子署名などの情報が正しければトランザクションが成立します。

アウトプットの情報はScriptPubKeyによってロックされ、情報が漏えいしないようにします。

トランザクションの承認

アウトプットとインプットによって構成されたトランザクションは、ただ構成されただけでは送金や支払いなどの手続きは完了しません。

マイナーと呼ばれる人がトランザクションを認識し、新たなブロックに追加することで初めて承認され、手続きが完了します。

承認されたトランザクションは未承認のトランザクションが保管される「トランザクションプール」という領域から削除されるため、同じトランザクションを重複して処理する「二重支払い」というトラブルを防ぎます。

このときトランザクションで手数料を設定しておかないとマイナーはそのトランザクションを選んでくれず、いつまでも取引が完了しないため送金先へビットコインが着金しません。
マイニングは電気代や設備代などがかかるため、マイナーもただ働きはしたくないということです。

加えてトランザクションを承認する「マイニング」という作業を行うことで、マイナーは報酬としてビットコインを獲得しています。

ひとつのトランザクションにおいてはインプット(UTXO)とアウトプット(送金額と自分宛てのアウトプット)の金額は等しくなりますが、この手数料が存在するために、厳密にはインプットのほうがわずかですが金額は大きくなります。

手数料は変動する

トランザクションの承認に必要な手数料は常に変動します。

承認を待つトランザクションが多い状態、つまりネットワークが混雑しているときには手数料を高く設定しないと優先して承認処理されず、送金が滞ってしまいます。

ビットコインは取引量が非常に多い仮想通貨なので、ときにマイナーの処理能力を超えるほどトランザクションが集中することもあり、この状態を俗に「トランザクションが詰まる」とも呼びます。

ウォレットや取引所などは送金が滞らないよう、最初から送金手数料としてマイナーへの手数料を徴収しているほか、ネットワークの混雑具合を可視化するサービスもあります。

残高の確認

トランザクションがインプットとアウトプットによって構成され、自分のアウトプットが別の人のインプットとなる、という風にすべてのアドレスがつながっていきます。

ウォレットで残高を確認するときも、すべてのノードを確認する必要はありません。

ビットコインが足し引きされるというわけではなく、自分に紐づいたアドレスのUTXOの合計値を合わせることで残高を示します。

このUTXOを数えることで残高を確認する方法をUTXO型と呼びます。

UTXO型ではインプットとアウトプットを検証し、インプットの合計とアウトプットとマイナーへの手数料の合計が正しくなります。

そしてすべてのトランザクションを合わせると、その時点での総発行数と等しくなります。

 

 

フロック博士

トランザクションの考え方が理解できたかの?

タカシ

ビットコインのトランザクションはインプットとアウトプットで構成されているんだね

フロック博士

一番大切なのはその仕組みを理解することじゃ。直感的に理解するのは難しいかもしれないが、基本的な部分なので理解を深めておきたいの

タカシ

ほかの仮想通貨ではトランザクションの構造が違うことがある点も注意が必要だね

まとめ

トランザクションはブロックチェーン技術の中核を占めるものです。仮想通貨は現金のように目に見えるものではなく、実は手元にあるわけでもないため、シンプルに手に入れたり渡したりしているわけではありません。

常に未使用のアウトプットがブロックチェーン上にあり、送金する権利を持っているに過ぎません。

トランザクションについて理解することで、ブロックチェーン技術への理解が深まります。ぜひ押さえておきましょう。


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