プルーフオブワークとは？特徴と将来性をわかりやすく解説

2023年2月25日 16:06

マイニングとは、ブロックチェーン技術を用いた暗号通貨において、新しいトランザクションを承認し、新しいブロックを生成するためにコンピューターの計算能力を使って解決する問題を指す。

具体的には、ブロックチェーンには数学的な問題があり、この問題を解くことができるノード（マイナー）が新しいブロックを生成することができる。この問題は、ハッシュ関数によって暗号化された過去のトランザクションデータに対して、特定の条件を満たすように新しいデータを生成することによって解決される。

マイニングには、コンピューターの計算能力を必要とするため、電力やコンピューターのハードウェアなどのコストがかかる。しかし、マイナーはブロックを生成することによって新しいビットコインなどの報酬を得ることができる。

マイニングは、ブロックチェーン技術のセキュリティと機能性を維持する上で重要な役割を果たしており、ブロックチェーン技術の発展に欠かせない技術となっている。

マイニング方式の種類とは？

以下は代表的なマイニング方式の種類である。一般的なマイニング方式の例であるが、それぞれに特徴があり、様々なプロジェクトで採用されている。

Proof of Work (PoW)
ハッシュレートに基づいてブロックを採掘する方式で、ビットコインなど多くの暗号通貨で採用されている。
Proof of Stake (PoS)
所有する暗号通貨の量に応じてブロックを採掘する方式で、採掘に必要なハードウェアが不要でエネルギー消費量が少ないというメリットがある。
Delegated Proof of Stake (DPoS)
PoSの一種で、代表者を選出してブロックを採掘する方式である。投票権を持つ人々によって代表者が選出され、ブロック生成に必要な通貨を担保として保有することで参加できる。
Proof of Authority (PoA)
ブロックチェーンネットワークの管理者がブロックを採掘する方式である。信頼できる管理者によるブロック採掘によって、セキュリティが確保されるという特徴がある。
Proof of Elapsed Time (PoET)
Intelが提唱した、ランダムに選ばれたノードがブロックを採掘する方式で、ハードウェアによるランダム化に基づいてノードが選ばれる。

プルーフオブワーク (Proof of Work, PoW) は、1990年代後半にフィンランドのコンピュータ科学者 Markus Jakobsson と Ari Juels によって提唱されたアイデアでしたが、ビットコインで実装されたことにより、一般的に広く知られるようになった。

具体的には、ビットコインの創始者であるサトシ・ナカモトが発表した「ビットコイン：Peer-to-Peer Electronic Cash System」という論文において、PoWが初めて具体的に実装された。

その後、PoWは、ビットコインのような分散型暗号通貨だけでなく、多くのブロックチェーン技術において重要なコンセンサスアルゴリズムとして採用されている。

ただし、PoWにはエネルギー消費が大きいという欠点があるため、よりエネルギー効率の高いアルゴリズムが模索されている。

Proof of Work（PoW）とは、ブロックチェーン技術で使用される共同体認証メカニズムの1つであり、特定の仕事または計算作業（ハッシュ値の計算など）を行うことでブロックチェーンへのアクセスを許可するシステムである。

PoWは、ハッシュ値の暗号学的安全性を利用して、不正なブロックを防止する。

マイナーは、現在のブロックのヘッダーに対して適切なハッシュ値を見つけるために計算作業を行い、この値を他のマイナーに証明することが必要である。

そのため、より多くの計算力を持つマイナーがより多くの報酬を得ることができる。この競争的な報酬システムにより、ブロックチェーンのセキュリティが確保される。

PoWは、ビットコインなどの最初のブロックチェーン技術に採用された認証システムであるが、その後、プルーフオブステーク（PoS）やプルーフオブアクティビティ（PoA）など、より効率的な認証システムも開発された。

プルーフオブワークは分散型システムのセキュリティにおいて重要な役割を果たしてきましたが、その一方で、エネルギー消費量が大きいことが課題となっている。特に、ビットコインのマイニングにおいては、世界中のマイナーたちが競い合っているため、多大なエネルギーが消費されている。

そこで、プルーフオブステークやプルーフオブアクティビティなど、エネルギー消費量が少ない代替手段の開発が進んでいる。これらの新しいアルゴリズムは、それぞれの暗号通貨の特性に合わせて設計されており、プルーフオブワークよりもより持続可能でエコフレンドリーなオプションとして注目されている。

ただし、プルーフオブワークは、ビットコインを含む多くの暗号通貨において広く採用されているため、そのシステムを大幅に変更することは難しいかもしれない。将来的には、エネルギー効率の高いプルーフオブワークの改良版や、プルーフオブステークなどとの組み合わせも検討されるかもしれない。