コンセンサスアルゴリズムとは?PoW・PoS・PoIとは?

ビットコインなどの仮想通貨では、PoWよばれるコンセンサスアルゴリズム(承認アルゴリズム)が採用されています。

コンセンサスアルゴリズムとは何なのか、なぜ必要なのかについて解説していきます。

 

コンセンサスアルゴリズムとは

P2Pネットワークの仮想通貨を実現する上で難しいことが、ネットワーク参加者の共通の合意をとることです。

 

この共通の合意というのは、どういう取引が行われたかという実行されたトランザクションのことです。

 

P2Pネットワークの中では誰も信用することはできません。

そのネットワークのなかで、何らかの仕組みを利用して正しいトランザクションと誤りであるトランザクションの認識を一致させる必要があります。

 

その合意形成をおこなう仕組みを、コンセンスアルゴリズムとよばれています。

 

マイニングについて

コンセンサスアルゴリズムを理解するには、マイニングについても知っておく必要があります。

マイニングとはネットワーク上の取引の記録トランザクションを一つのブロックにまとめ、新しいブロックを生成する作業のことです。

 

ビットコインではPoW(プルーフ・オブ・ワーク)というコンセンサスアルゴリズムによってマイニングが行われています。

ビットコインの場合、マイニングのブロック生成は10分間隔で行われています。

 

PoW(プルーフ・オブ・ワーク)について

ナカモトサトシによって提唱されたコンセンサスアルゴリズムであり、ビットコインで採用されています。

 

PoW(プルーフ・オブ・ワーク)は仕事量による証明です。

ブロックの生成には、世界中のマイナーのマイニング能力を使っても10分程度かかるように設定されています。

 

このPoW(プルーフ・オブ・ワーク)は、ブロックデータの作成に非常に多くの計算量が必要になってきています。

そのためブロックの作成にかかる時間がかかったり、多くのASICが使われていることから電気代が莫大になるといった問題点があります。

 

また、電気代はその国の物価に影響することから、マイナーが電気代の安い中国へ集まっており51%攻撃に対する懸念も生じているのです。

 

PoS(プルーフ・オブ・ステーク)について

PoWでは非常に多くの計算量が必要となり、結果として電気代が多くなり、51%攻撃に対する脆弱性があることがわかりました。

 

こうした問題に対応するために、PoS(プルーフ・オブ・ステーク)が発明されました。

 

PoS(プルーフ・オブ・ステーク)では、発行済みの全コイン数量に対する保有コインによって発言力がかわるという仕組みです。

計算能力は必要ないので、電気代の問題は解決されました。

 

PoS(プルーフ・オブ・ステーク)では計算量はひつようないので運用コストの削減には施工しましたが、コインを保有すればするほどマイニング報酬が得られます。

そのため「お金のため込み」「お金持ちの人がさらに富む」といった問題が生まれてしまいました。

 

PoI(プルーフ・オブ・インポータンス)について

PoS(プルーフ・オブ・ステーク)の問題点を解決したものが、PoI(プルーフ・オブ・インポータンス)です!

PoI(プルーフ・オブ・インポータンス)はどれだけネットワークに貢献するかで、発言力が大きくなります。

具体的には、コインの保有量と、取引量の多さが重要となっています。

 

つまり、取引をすればするほどマイニング報酬が得られる仕組みなのです。

NEMというプロジェクトで、PoIは採用されています。(マイニング報酬のことは、ハーベスティングと呼ばれています。)

 

まとめ

コンセンサスアルゴリズムはなぜ必要なのか、どういったものがあるのか見てきました。

 

ビットコインのPoWは、発明時には画期的なものでありましたが、現在多くの懸念事項を抱えていることも忘れてはいけませんね。

私は、NEMで採用されているPoI(プルーフ・オブ・インポータンス)の有用性が非常に高いのではないかと感じています。

 

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