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「プルーフ・オブ・ワーク」や「プルーフ・オブ・ステーク」とは何ですか?

「プループ・オブ・ワーク」と「プルーフ・オブ・ステーク」は、どちらも主要な合意形成メカニズムであり、新たなトランザクションを認証し、ブロックチェーンに追加し、新たなトークンを作成するに当たって暗号資産が使用します。

PoW/PoS illo

定義

“Proof of work” and “proof of stake” are the two major consensus mechanisms cryptocurrencies use to verify new transactions, add them to the blockchain, and create new tokens.  Proof of work, first pioneered by Bitcoin, uses mining to achieve those goals. Proof of stake — which is employed by Cardano, the ETH2 blockchain, and others — uses staking to achieve the same things.   

非中央集権的な暗号資産(仮想通貨)ネットワークでは、VISAやPayPalなどの中央機関が介在せずに、お金が二重に使われないようにする仕組みが必要です。そのため、ネットワークは「コンセンサス・メカニズム」と呼ばれるものを使用します。コンセンサス・メカニズムとは、暗号ネットワーク内のすべてのコンピュータが、どの取引が正当なものであるかについて、合意できるようにするシステムのことです。

現在ほぼ全ての暗号資産(仮想通貨)には、主要な2つのコンセンサスメカニズムである、プルーフ・オブ・ワークまたは、プルーフ・オブ・ステークが採用されています。BitcoinやEthereum 1.0などで使用されているプルーフ・オブ・ワークは、この2つのうち、古い方法です。一方、新しいコンセンサスメカニズムはプルーフ・オブ・ステークと呼ばれ、Ethereum 2.0、Cardano、Tezosなどの(一般的に新しい)暗号資産(仮想通貨)を動かしています。 プルーフ・オブ・ステークを理解するには、まずプルーフ・オブ・ワークを理解することが役立つため、この解説では両方の違いに焦点を当てています。

プルーフ・オブ・ワークとは?

プルーフ・オブ・ワークは、ビットコインで初めて採用された暗号化されたコンセンサスの仕組みです。プルーフ・オブ・ワークとマイニングは密接に関連する考え方です。プルーフ・オブ・ワークと呼ばれる理由は、ネットワークが膨大な処理能力を必要とするからです。

プルーフ・オブ・ワークのブロックチェーンは、世界中のマイナーが数学のパズルを最初に解こうと競い合うことで確保され、検証されます。勝者は、検証された最新の取引でブロックチェーンを更新し、ネットワークから所定の量の暗号資産(仮想通貨)がもらえます。

プルーフ・オブ・ワークには、特にビットコインのような、比較的単純で、価値の高い暗号資産(仮想通貨)にとって、大きな利点があります。(ビットコインの仕組みについてはこちら)。プルーフ・オブ・ワークは、安全な分散型ブロックチェーンを維持するための、実績のある堅牢な方法です。暗号資産(仮想通貨)の価値が高まると、より多くのマイナーがネットワークに参加するようになり、ネットワークのパワーとセキュリティが向上します。 処理能力が高いため、個人やグループが価値のある暗号資産(仮想通貨)のブロックチェーンに手を加えることは現実的ではありません。一方で、このプロセスはエネルギーを大量に消費します。そのため、イーサリアムのようなスマートコントラクト対応のブロックチェーンが生み出す膨大な数の取引に対応するのは拡張性の観点から難しいと言われてきました。ゆえに、代替手段が開発されており、その中でも現在最も主流なのがプルーフ・オブ・ステークと呼ばれる方法です。

プルーフオブステーク(PoS)とは何ですか?

Ethereum’s developers understood from the beginning that proof of work would present limitations in scalability that would eventually need to be overcome — and, indeed, as Ethereum-powered decentralized finance (or DeFi) protocols have surged in popularity, the blockchain has struggled to keep up, causing fees to spike. 

While the Bitcoin blockchain mostly just has to process incoming and outgoing bitcoin transactions, much like a vast checkbook, Ethereum’s blockchain also has to process a vast array of DeFi transactions, stablecoin smart contracts, NFT minting and sales, and whatever innovations developers come up with in the future. 

Their solution has been to build an entirely new ETH2 blockchain — which began rolling out in December 2020 and should be finished in 2022. The upgraded version of Ethereum will employ a faster and less resource intensive consensus mechanism called proof of stake. Cryptocurrencies including Cardano, Tezos, and Atmos all use proof-of-stake consensus mechanisms — with the goal being to maximize speed and efficiency while lowering fees. 

In a proof of stake system, staking serves a similar function to proof of work’s mining, in that it’s the process by which a network participant gets selected to add the latest batch of transactions to the blockchain and earn some crypto in exchange. 

The exact details vary by project, but in general proof of stake blockchains employ a network of “validators” who contribute — or “stake” — their  own crypto in exchange for a chance of getting to validate new transaction, update the blockchain, and earn a reward. 

  • The network selects a winner based on the amount of crypto each validator has in the pool and the length of time they’ve had it there — literally rewarding the most invested participants. 

  • その代表者がトランザクションの最新ブロックを承認した後、他のバリデーターがそのブロックの正確性を検証できます。そうした証明(アテステーション)の数がしきい値に到達すると、ネットワークがブロックチェーンを更新します。 

  • All participating validators receive a reward in the native cryptocurrency, which is generally distributed by the network in proportion to each validator’s stake. 

Becoming a validator is a major responsibility and requires a fairly high level of technical knowledge. The minimum amount of crypto that validators are required to stake is often relatively high (for ETH2, for example, it’s 32 ETH) and validators can lose some of their stake via a process called slashing if their node goes offline or if they validate a “bad” block of transactions.  

 But even if that sounds like too much responsibility, you can still participate in staking by joining a staking pool run by someone else — and earn rewards for crypto that would otherwise be sitting around. This process is often referred to as delegating, and tools offered by exchanges by Coinbase can make it simple and seamless.

プルーフ・オブ・ワークとプルーフ・オブ・ステークの違いは何ですか?

この2つのコンセンサスメカニズムの大きな違いの1つは、エネルギー消費量です。プルーフ・オブ・ステークのブロックチェーンでは、マイナーが重複した処理(同じパズルを解くための競争)に電力を費やす必要がないため、ネットワークは大幅に低いリソース消費量で運用することができます。どちらのコンセンサスメカニズムも、ネットワークの混乱にペナルティを課し、悪意のある人物を阻止する効果を発揮します。プルーフ・オブ・ワークでの、マイナーが無効な情報(ブロック)を提出した場合のペナルティは、コンピューティングパワー、エネルギー、および時間のサンクコストです。

プルーフ・オブ・ステークでは、検証者が自分の暗号資産(仮想通貨)をステークすることが、ネットワークの利益のために行動する、インセンティブになります。検証者が不正なブロックを受け入れた場合、ペナルティとして検証者の賭け金の一部が削られます。検証者の暗号資産が削減される金額はネットワークによって異なります。