この章について

前章までで、Solidityの基本的なコントラクト作成とイベント機能を学びました。ここで少し立ち止まり、ブロックチェーンとWeb3開発の全体像を俯瞰しましょう。個々の技術要素がどのように関連し合い、全体としてどのようなシステムを構成するのかを理解することで、後の章の学習がよりスムーズになります。

ブロックチェーンの基本概念

ブロックチェーンとは何か

ブロックチェーンは、トランザクション（取引）の記録を「ブロック」という単位にまとめ、それを鎖（チェーン）のように連結したデータ構造です。各ブロックは前のブロックのハッシュ値を含むため、過去のデータを改ざんすると後続のすべてのブロックが無効になります。

ブ(┌│││└ロG──ッe─pth─クn─rxa─e─e:s─#s─vh─0i─:[:─s─.─)─0.0──x.x──0]A─┐││┘◄│──ブ─ロ┌││└ッ─p│─ク─rh──eta─#─vxs─1─::h──:──0[──x.0──A.x──.B─┐│]│┘◄─│ブ─ロ─ッ┌││└ク─p──r│h─#─ea─2─vts──:xh──::──0──x[0──B.x──.C─┐│.│┘]│

Ethereum とスマートコントラクト

Ethereumは、ブロックチェーン上でプログラム（スマートコントラクト）を実行できるプラットフォームです。ビットコインが「プログラム可能な通貨」なら、Ethereumは「プログラム可能なコンピュータ」と言えます。

スマートコントラクトの特徴は以下のとおりです。

特徴説明
不変性デプロイ後にコードを変更できない
決定性同じ入力に対して常に同じ結果を返す
透明性コードとデータが公開される
自律性条件が満たされれば自動的に実行される

EVM（Ethereum Virtual Machine）

EVMは、Solidityなどの高級言語で書かれたスマートコントラクトを実行する仮想マシンです。Solidityのコードはまずバイトコードにコンパイルされ、EVM上で実行されます。

SバEoイVlトMiコ上d↓ー↓でiド実tコデ行yン+プ可パロ能イAイ.ルBsI(o(トlsラ)oンlザcク)ション)

ガス（Gas）とトランザクション

Ethereum上でのすべての計算にはガスが必要です。ガスは計算リソースの単位であり、ガス代はETH（Ethereumの通貨）で支払います。

ト例ラ:ンEEN複ザTRF雑クHCTなシ送2ミコョ金0ンンン:トトトのー:ラコ2ククス1ン約トト,送1呼0金5び=0:0出0,しガ約0:スg60使a50数用s,十量0g万0a×0sgaガgsスa価s格

トランザクションの構造は以下のようになっています。

// トランザクションの構成要素
{
  from: "0x...",       // 送信者アドレス
  to: "0x...",         // 送信先アドレス（コントラクトアドレス）
  value: 0,            // 送金額（ETH）
  data: "0x...",       // 呼び出す関数とパラメータ（ABIエンコード）
  gasLimit: 150000,    // ガス上限
  maxFeePerGas: "...", // 最大ガス価格
  nonce: 5,            // 送信者のトランザクション番号
}

Web3開発のアーキテクチャ

従来のWeb（Web2）との比較

W┌││└W┌││└e──e──b─フ(─b─フ(─2─ロR─3─ロN──ンe──ンe─ア─トa─ア─トx─ー─エc─ー─エt─キ─ンt─キ─ン.─テ─ド等─テ─ドj─ク─)─ク─s─チ─│─チ─│等─ャ───ャ──)─:───:───┐─│┘┐─│┘→→││バ┌ッ│└┌ウ│└─ク──ォ──エ(──レ(──ンN──ッM──ドo──トe──d──t──e──a──│.──M───j──│a───s───s───等───k──→)───)──│──→─┐│┘┐│┘デ│ーブタロベッ┌ー│└┌ク└┌││└─ス──チ│────(──ェ──(──P──ー(──P──│o──ンE──i──s──│t──In──t──h──Pa──g──e──Ft──r──r──Sa──e──e──等──S──u──)──Q──m────L──)───┐)┘┐┘┐│┘│││

Web3では、バックエンドサーバーの代わりにブロックチェーン上のスマートコントラクトがビジネスロジックを担い、データベースの代わりにブロックチェーンのストレージとIPFSがデータを保持します。

各レイヤーの役割

フロントエンド（Next.js, React）

  • ユーザーインターフェースの提供
  • ウォレットとの接続（wagmi, ethers.js）
  • コントラクトの呼び出しとレスポンスの表示

ウォレット（MetaMask）

  • 秘密鍵の管理
  • トランザクションの署名
  • ユーザーの認証（接続アドレスがIDとなる）

スマートコントラクト（Solidity）

  • ビジネスロジックの実行
  • 状態（ストレージ）の管理
  • イベントの発行

IPFS / Pinata

  • 大きなデータ（画像、JSON等）の分散保存
  • コンテンツアドレッシング（データの内容からアドレスが決まる）

開発ツールチェーン

本書で使用する開発ツールの全体像は以下のとおりです。

開1234発....フロコSフNデ画テロテ本ーンoロeー像スース番:トlンxタ/トカトラiトt保メ/ルネ→クdエ.存タデットiンjデプ→ト[開tドsーロE発y開タイ[→t発+Hh→→a[ewrSr[a[deeHgPhpuamiaomrintldaiMh→tNaaaae]itウtn]ォSwnレDoe→ッKrtト]k]コ接]ン続→パイ→IルPコF→ンSトテラスクトト呼→び出デしプロイ

ネットワークの種類

ネットワーク用途ETHの入手方法
Hardhat Networkローカル開発自動で付与
SepoliaテストFaucetから取得
Ethereum Mainnet本番取引所で購入

トランザクションのライフサイクル

ユーザーがフロントエンドからNFTをミントするまでの流れを追ってみましょう。

// 1. ユーザーがミントボタンをクリック
// 2. wagmiがトランザクションデータを構築
const tx = await writeContract({
  address: contractAddress,
  abi: contractABI,
  functionName: "mint",
  args: [userAddress, tokenURI],
});

// 3. MetaMaskがトランザクション確認ダイアログを表示
//    ユーザーが「確認」をクリック

// 4. トランザクションがネットワークに送信される
//    → メモリプール（mempool）に入る
//    → バリデータがブロックに含める
//    → ブロックが確定する

// 5. トランザクションレシートを取得
const receipt = await waitForTransactionReceipt(config, { hash: tx });
// receipt.status === 'success' → 成功
// receipt.status === 'reverted' → 失敗（revert）

// 6. フロントエンドのUIを更新

ABI（Application Binary Interface）

ABIは、フロントエンドとスマートコントラクトの間のインターフェース定義です。コントラクトの関数名、引数の型、戻り値の型が記述されています。

[
  {
    "inputs": [
      { "name": "to", "type": "address" },
      { "name": "uri", "type": "string" }
    ],
    "name": "mint",
    "outputs": [{ "name": "", "type": "uint256" }],
    "stateMutability": "nonpayable",
    "type": "function"
  }
]

Hardhatでコンパイルすると、artifacts/contracts/ContractName.sol/ContractName.json にABIが生成されます。

アカウントの種類

Ethereumには2種類のアカウントがあります。

EOA（Externally Owned Account）: 秘密鍵で制御される一般的なアカウント。MetaMaskで管理するアドレスはEOAです。

Contract Account: スマートコントラクトのアカウント。コードによって動作が制御されます。

EOA（ウォレット）→トランザクション送信→ContractAcc関状イo数態ベu実更ンn行新トt発↓行

まとめ

本章では、ブロックチェーンとWeb3開発の全体像を整理しました。EVM、ガス、トランザクション、ABIといった基本概念と、フロントエンドからスマートコントラクトまでの各レイヤーの役割を理解しました。

次章では、Solidityの重要なデータ構造である mapping について学びます。

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