プルーフ・オブ・ステーク(Proof of Stake)とは何ですか?プルーフ・オブ・ワーク(Proof of Work)とどのように異なりますか?
はい、もちろんです!難しい専門用語は抜きにして、ざっくばらんにこの話題について話しましょう。
ねえ、みんな!PoSとPoWについて話そう、全然難しくないからね
おそらく、ビットコインやイーサリアム、そして「マイニング」といった言葉をよく耳にするでしょう。これらはすべて、ある一つの核心的な問題と関連しています。それは、銀行のような中央機関が帳簿を記録しない状況で、多くの人々がその帳簿が本物であり、改ざんされていないとどうすれば信じられるのか、という問題です。プルーフ・オブ・ワーク(PoW) と プルーフ・オブ・ステーク(PoS) は、この問題を解決するための二つの「ゲームのルール」、つまり私たちがよく言う「コンセンサスアルゴリズム」なのです。
プルーフ・オブ・ワーク (Proof of Work, PoW) - 「たくさん働いた者勝ちのマイナー」
このルールは最も古く、最も有名で、ビットコインが採用しているものです。
これは巨大で、公開された数学コンテストだと想像してください。
- 目標: ネットワーク内で一定時間ごと(例えば10分ごと)に、非常に難しい数学の問題が出題されます。
- 参加者: 世界中の何千何万もの「マイナー」(実際には専門のコンピューター)が狂ったように計算し、最初に答えを見つけ出した者が勝ちとなります。
- 報酬: 勝者は、その10分間に発生したすべての取引を「ブロック」(帳簿の一ページのようなもの)としてまとめ、それを全体のブロックチェーン(大きな帳簿)に連結する権利を得ます。報酬として、彼は新規発行されたコイン(例えばビットコイン)と取引手数料を受け取ります。
このプロセスが「プルーフ・オブ・ワーク(仕事の証明)」と呼ばれるのは、あなたが本当に努力したことを証明するために、莫大な「作業量」(大量の電力と計算能力)を投入しなければならないから、帳簿を記録する資格を得られるのです。これは、金鉱を掘りたいなら、最高の掘削機を買い、最も多くの人を雇い、最も多くの燃料費をかけ、努力すればするほど金を見つける可能性が高くなる、というようなものです。
- 長所: 非常に安全です。人を騙して帳簿を改ざんしたいなら、世界中の他のすべてのマイナーを合わせたよりも強力な計算能力を所有する必要があります(これは51%攻撃と呼ばれますが)、そのコストはほぼ天文学的な数字です。
- 短所:
- 電力消費が激しい! 何千何万台もの高性能コンピューターが24時間体制で「無駄な」数学の問題を解き続けていると想像してください。その電力消費は中規模国家に匹敵し、非常に環境に優しくありません。
- 効率が悪い。 みんなが問題を解くのを待つため、取引の承認速度が非常に遅いです。
- 参入障壁が高い。 今では一般の人のコンピューターでは全く太刀打ちできず、プロの「マイニングファーム」に独占されています。
プルーフ・オブ・ステーク (Proof of Stake, PoS) - 「お金持ちは株主になって、配当と投票権を得る」
後に、PoWがあまりにも無駄だと感じた人々は、より賢く、より環境に優しい方法を考案しました。イーサリアムが現在採用しているのがこのルールです。
これは会社の株主総会だと想像してください。
- 参加方法: もうマイニングマシンを買って問題を解く必要はありません。代わりに、このブロックチェーンのコイン(例えばETH)を保有する必要があります。そして、あなたのコインを「ステーク」(Staking)します。これは銀行に定期預金をするか、会社の株を買うようなもので、ネットワークの安全維持に貢献する意思があることを示します。
- 選出方法: システムは、あなたがステークしたコインの量や期間などの要素に基づいて、「バリデーター」(Validator)をランダムに選び、次のブロックを作成する(帳簿を記録する)責任を負わせます。ステークするコインが多ければ多いほど、大株主のようなもので、選ばれる確率が高くなります。
- 報酬とペナルティ: あなたが選ばれて正直に帳簿を記録した場合、ネットワークから報酬(取引手数料の配当)を受け取ります。しかし、もし不正をしようとした場合、例えば偽の取引を作成しようとすると、ステークしたコインはシステムによって没収されます(これは「スラッシング」と呼ばれます)。
このプロセスが「プルーフ・オブ・ステーク(権益の証明)」と呼ばれるのは、あなたが自分の「権益」(保有資産)を使って、自身の行動を保証するからです。あなたの大金がそこに賭けられているため、あなたは自然とこのシステムを破壊しようとはしません。そうでなければ、あなた自身のお金が水の泡となってしまいます。
- 長所:
- 超省エネ! 狂ったような数学コンテストがなくなるため、エネルギー消費が99%以上削減されます。
- 効率がさらに高い。 取引速度が速くなり、ネットワークのパフォーマンスが向上します。
- 参加の敷居が比較的低い。 データセンターを建設する必要はなく、トークンを保有するだけで参加できます。
- 短所:
- 「富める者がさらに富む」という結果を招く可能性。 多くのコインを保有する人が選ばれやすく、より多くの報酬を得ることで、コインがさらに増える可能性があります。
- 安全性は比較的新しい。 PoWが10年以上の試練を経てきたのに比べ、PoSの安全性はさらに長い時間をかけて証明される必要があります。
核心的な違い:一枚の図で理解
特性 | プルーフ・オブ・ワーク (PoW) | プルーフ・オブ・ステーク (PoS) |
---|---|---|
誰が帳簿を記録するか | 計算能力競争、速く計算できた者が記録する | ランダムに選出、多くのコインをステークした者が有利 |
エネルギー消費 | 非常に高い、重工業のよう | 非常に低い、軽資産のインターネット企業のようなもの |
ネットワーク攻撃コスト | ネットワーク全体の51%以上の計算能力を掌握する必要がある | 大量のトークンを購入し、ステークする必要がある |
参加者への要件 | プロのマイニングマシン、場所、電力 | トークンを保有し、ロックすることに同意する |
イメージの例え | マイナーによるマイニング競争 | 株主総会での投票 |
簡単にまとめると
- PoWはタフな道筋で、腕力(計算能力)に頼り、力のある者が発言権を持つが、非常に多くのリソースを消費します。
- PoSは賢い道筋で、資本(権益)に頼り、このシステムと最も深く利益が結びついている者が最も信頼され、より効率的で環境に優しいです。
イーサリアムがPoWからPoSへ移行した「The Merge(マージ)」は、ブロックチェーン史上画期的な出来事であり、主にPoWのエネルギー消費と効率の問題を解決するために行われました。
この説明がお役に立てれば幸いです!