仮想通貨マイニング、PoW、PoS、PoI、PoCとは?意味、違いは?

こんにちは、@なるみです。

仮想通貨についての情報を見ているとPoW、PoS等があると思いますが、

プルーフオブワーク、プルーフオブステーキ(?)っ何?ってなりました。

ということで、

マイニング(mining)とは?

コンセンサスアルゴリズム「PoW、PoS、PoI、PoC」

とは、違い、意味について書いていきたいと思います。

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ビットコインのマイニング(mining)とは?意味は?

なるみ
この動画がとても分かりやすかったよ~

マイニング(Mining)とはビットコインの採掘のことです。

鉱山から金を掘り起こすイメージ

まだ発行されていないビットコインを掘り起こすことです。

ビットコインの新規発行はマイニングでのみ行われます。

もう少し詳細ですが、

ビットコインは取引記録を取引台帳に記憶していきます。

ある一定期間の取引記録と取引台帳の整合性をとりながら記録する必要があり、

コンピューターによる膨大な計算を行います。

(特定のハッシュ探し。ハッシュはいつか記事にします。)

この作業をやってくれた人にお礼としてビットコインが支払われます。

ここで新規ビットコインが発行されています。

マイニング報酬はいくら?マイナーみんなは報酬もらえない

ビットコインのマイニングによる報酬は10分間に50BTCで、4年ごとに半減していきます。

ビットコインができた2009年10分間に50BTC2012年には25BTC

2016年には12.5BTCです。

おお!結構もらえますね!でもどんどん減ってくんですね><

先ほど10分間といいましたが、ビットコインの取引ブロックが10分間に1つ作られています。

この1つのブロックに対してマイナー達が作業を行います。

一番早く作業できたマイナーに報酬が支払われる仕組みとなっています。

(マイナーとはこのマイニングを行っている人たちのことです。)

早い者勝ちですね!

マイニング市場は中国がほとんどを占めている

マイニングはコンピューターによる膨大な計算が必要となります。

なので、ハイスペックのコンピュータ、電気代、人件費がかかります。

中国はそれらが安いこともあり、中国勢がマイニング市場を占めているのでしょう。

中国のBITMAINという企業がビットコインのマイニングの約40%を占めています。

@18年2月時点

(大きなのマイニングプールのハッシュレート分布の推定:blockchain.info/ja/pools

BITMAINは2社「Antpool」、「BTC.com」の子会社を作っていて、

その2社がマイニングシェアの約40%を占めてます。)

ビットコインのマイニングは個人で参入できない事がほとんどです。

処理速度も速くないと他マイナーに勝てないので、

かなりハイスペックコンピューターが必要となり、個人では準備できませんもんね><

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PoW、PoS、PoI、PoCとはコンセンサスアルゴリズム

よく、マイニングと一緒にPoW、PoS、PoI、PoCなどの用語がでてきますよね。

PoW、PoS、PoI、PoCとは「コンセンサスアルゴリズム」の種類です。

コンセンサスアルゴリズムってなにかってなりますよね。

コンセンサスアルゴリズムとは?

コンセンサスアルゴリズム「consensus algorith」は直訳すると「合意の方式」です。

合意の方式とはなんのことかといいますと、

ブロックチェーンの取引データを承認する方式のことです。

ブロックチェーンは「管理元なくたくさんの人によって管理する」仕組みなので、

取引データ(例:AさんがBさんに1BTCを送金)を「誰か」が承認する必要があります。

この承認の方式にPoW、PoS、PoI、PoCというものがあります。

有名なのがビットコインのPoWですね!

先ほどの「ビットコインのマイニングとは?」は、

コンセンサスアルゴリズムがPoWということになります。

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PoW、PoS、PoI、PoCを一覧比較。違いは?

コンセンサスアルゴリズムの一覧

コンセンサスアルゴリズムのPoW、PoS、PoI、PoCを一覧で比較します。

PoW PoS PoI PoC
何に対して報酬が発生するか 仕事量 保有量 重要度 合意
メリット 改ざんに強い 低コスト

51%攻撃のリスク低減

流通をうながす 承認時間が早い
デメリット コストがかかる

51%攻撃のリスク

流通が起きにくい

富が集中しやすい

富が集中しやすい 中央集権的
採用通貨 BTC(ビットコイン) ETH(イーサリアム)

BTG(ビットコインゴッド)

NEM(ネム) XRP(リップル)

PoW(プルーフオブワーク)とは?意味は?

PoW(Proof of Work)とは直訳すると「仕事・作業による証明」です。

作業量が増えれば報酬も増えるマイニング方式です。

マイニングにおける「作業」は膨大な計算を行い特定のハッシュを探すこと。

それによって、発言権(ブロック)得ることができます。

PoWのメリット

従来に比べ悪意のある攻撃から強い

PoWでは「CPUの計算量が多い人に発言を与える」ことになるため、

参加するマイナーの計算能力のうち過半数の計算能力を持たないと、

発言権は奪われないため、悪意ある攻撃をかなり難しくさせています。

誰が参加しているかわからない分散型ネットワークにおいて、

誰に発言権を与えるか問題になっていました。

P2PではIPアドレス毎に発言権を与えていました。

なので悪意ある人がたくさんのIPアドレスを持つと、

たくさんの発言権が奪われるリスクがありました。

改ざんに強い

取引データの改ざんがされにくいです。

取引データの承認作業は、膨大な計算を行う必要があり簡単に取引の承認ができません。

だれでも承認できるような仕組みになっていないところがポイントですね!

PoWデメリット、課題

消費電力が多く環境に影響が

とにかくコストがかかり、消費電力もかかるので環境に影響を及ぼします。

膨大な計算を行っているので、周辺機器のコスト、電気代がかかります。

事業として膨大な資金を入れてやっていかないといけないですし、

競合他社との対決が大変です。

51%攻撃の課題がある

51%問題とは、

参加するマイナーの計算能力のうち、

過半数の計算能力を持たれてしまうと発言権が奪われ、悪意ある攻撃をされることです。

かならず攻撃から守れるわけでないところが課題です。

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PoS(プルーフオブステーク)とは?意味は?

PoS(Proof of Stake)とは直訳すると「賞金による証明」です。

保有する仮想通貨量に応じて報酬が増えます。

もってるだけで報酬がもらえるのはとても嬉しいですよね♪

しかもPoWに比べて51%攻撃に強いというメリットも!

ですがデメリットもあります!

なるみ
ステーキかと思ったけど、ステーク(賞金)なんだね

PoSメリット

PoWに比べて消費電力が少なく環境にやさしい

消費電力はPoWより少なく済むため、環境にやさしいです。

PoWは仕事量が多いほどブロック承認率が高くなり、

PoSは仮想通貨保有量が多いほどブロック承認率が高くなります。

なのでPoSは仕事量が増えません。

PoSはPoWに比べて51%攻撃の問題に強い

PoSはPoWに比べて51%攻撃の問題に強い対策となります。

なぜPoWより51%攻撃に強いのかといいますと、

①発言権利を奪うには、より多くの仮想通貨を手に入れる必要がありコストがかさむ

②攻撃したことにより仮想通貨の価値が下がり、①のため仮想通貨を

たくさん持っているため自分自身の仮想通貨の価値も下がる

が理由としてあげられます。

PoSデメリット

仮想通貨の流通が起きにくい

PoSは仮想通貨を持っているだけで報酬が発生するので、

仮想通貨を流通させる人が少なくなります。

すると仮想通貨の流通が減るので市場活性化になりにくい点が課題です。

富が集中しやすい

PoSは仮想通貨を持っていれば報酬がもらえるということで、

たくさん持っている人はたくさんの報酬がもらえることになります。

つまり富が集中しやすいとうことですね。

PoSはビットコインゴッドで採用

PoSはイーサリアムで採用される予定ですが、

ビットコイン系では始めてビットコインゴッドで採用されそうです。

ビットコインゴッドは、

17/12/25にビットコインのハードフォークにより産まれるよていのコインです。

PoI(プルーフオブインポータンス)とは?意味

PoIはProof of Importanceで直訳すると、「重要性の証明」です。

どういうことかといいますと、通貨の保有量と取引量に応じて報酬が発生する仕組みです。

PoW、PoSの欠点を補えた方式と言えます。

電力を使わず、でも通貨の流通も促せるPoIですね。

NEM(ネム)の報酬発生はPoIによるハーベスティングです。

10,000XEM持っているとハーベスティングできます。

なるみ
自分は今ハーベスティングしようと設定してるところだよ~

PoIのメリット

低コストで流動性も確保

さきほども少し書きましたが、

PoIは通貨の保有量と取引量に応じて報酬が発生する仕組み

なので、

電力を使わず低コスト、取引量がないと報酬がもらえないので通貨の流通も促せる

ところがメリットです。

PoIデメリット

富が集中しやすい

PoIは通貨の保有量と取引量に応じて報酬が発生する仕組みなので、

保有量が多ければ、報酬も多くもらえます。

なので、たくさん仮想通貨を持っている人が報酬を多くもらえることになるため、

富が集中しやすいことになります。

PoSに比べれると富は集中しにくいと思います。

PoIは「取引量」に応じても報酬の発生量が変わるので、

仮想通貨を持ち続けることがないとするとPoSに比べると富は集中しにくいと思います。

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PoC(プルーフオブコンセンサス)とは?意味

PoCはProof of Consensusの略で直訳すると「合意による証明」です。

PoCだけは、だれでもできるものでなく、特定の人に取引を承認してもらう仕組みです。

事前に信用力の高い承認者(validator:バリデーター)を選定し、

その承認者の80%以上が有効と判断した取引だけが認められる方式です。

PoCはリップルで採用されています。

PoCのメリット

PoCのメリットは、承認時間の早さです。

PoWでは世界中のマイナーが計算を競い合って答えが導かれた結果取引が承認されますが、

PoCではそのような時間と労力を必要とせず、

信用力の高い承認主体の判断だけでブロックチェーン上の取引が承認されていきます。

PoCのデメリット、課題

PoCは仮想通貨によくある非中央集権の考え方と違いますね。

中央集権っぽいから取引承認の信頼性が高くないのでは?

というところが課題でしょうか。

ですが、

PoCのバリデーター(承認者)は世間的に信用の高い企業や機関になるので、

信頼性はPoWに劣らないのではと思います。

ただし、これはRipple社に信頼性がある前提ですね。

バリデーター(承認者)の選択もRipple社が行っているので、

Ripple社と選ばれたバリデーターたちが悪いこと考えられたら・・・ですね。

現状は問題おこっていませんが、よく課題として上がる点ですね。

まとめ

仮想通貨を勉強するようになって、いろいろな言葉がわからなくて時間かかってます^^;

少しづつですが勉強して知識つけて、自分で判断できるようになりたいと思います。

なるみ
他にも「Poなんちゃら」「なんちゃらPoほにゃ」とか見かけるね。
今度勉強して書いてみるぞー

 

 

 

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