【BTC】ビットコインの「マイニング」とは？
はじめに
Project LUCKと書く人
Project LUCKメンバーの中西です！
Project LUCKというのは、株式会社マーキュリー（代表取締役：都木聡）の中で立ち上げたプロジェクトです。
そのコアメンバーが日々、自分たちが学んだことや読者の皆さんとコミュニケーションをとりたいと思い、さまざまな記事を書いています。
今回のテーマ
今回のテーマは、「ビットコインのマイニング」です。
「マイニング」と聞くと、なんとなく鉱山で金を掘っているイメージが思い浮かびませんか？
実は、ビットコインにおける「マイニング」もそれに近い部分があります。
この記事では、「マイニング」の定義や仕組みをはじめとした基礎的な内容に触れていますので、ぜひ最後まで読んでみてください！
目次
ビットコインの「マイニング」とは？
ビットコインの「マイニング」とは、取引データを「ブロック」という単位にまとめ、その内容が正しいことを検証して、報酬としてビットコインを獲得することを指します。
ビットコインは全ての取引データを正確に記録する必要があるため、この検証作業には非常に多くの計算が必要です。
そこで、この計算を手伝った人に対して、報酬としてビットコインを配布する仕組みが採用されています。
この仕組みにより、人々が自発的にネットワークの維持に貢献するようになるのです。
また、マイニングを行う人は「マイナー」と呼ばれており、現在は世界中のマイナーがマイニングを行うことで、ネットワークの安全性が保たれています。
ビットコインの「マイニング」の仕組みは？
ビットコインの「マイニング」では、「ナンス（nonce）」と呼ばれる特定の数値を見つけることが重要です。
このナンスを見つけることで、ブロックの「ハッシュ値」が特定の条件を満たすように調整します。
ハッシュ値とは？
ハッシュ値は、ブロックのデータを特定のアルゴリズムで変換した文字列のことです。
ハッシュ関数と呼ばれる関数にブロックのデータが入力されると、そのデータを基にランダムな文字列が生成されます。
この文字列をハッシュ値と呼びます。
ナンスの役割
マイニングの目的は、前述したハッシュ値が特定の条件（先頭に一定数のゼロが並ぶ）を満たすようにすることです。
ハッシュ関数の特性上、元のデータを少しでも変えるとハッシュ値が大きく変わります。
そこで、ナンスを使ってハッシュ関数に入力するブロックのデータを繰り返し変更しながら、条件を満たすハッシュ値を見つける作業を行います。
具体的なプロセス
1. マイナーがブロックのデータにナンスを追加し、ハッシュ関数に入力
2. ハッシュ関数がブロックのデータとナンスを基にハッシュ値を生成
3. ハッシュ値が条件を満たすかどうかを確認
4. 条件を満たさない場合、ナンスを変更して再度ハッシュ値を計算
5. この作業を繰り返し、条件を満たすハッシュ値が見つかるまで継続
6. 最初にハッシュ値を見つけたマイナーにビットコインが与えられる
いかがでしょうか？
細かい部分の理解はあやふやかもしれませんが、みんなでハッシュ値を一斉に探している様子が、なんとなく鉱山で金を掘っているイメージとリンクしますよね。
掘っている人が「マイナー」で、ピッケルが「コンピューター」、探している金が「ハッシュ値（報酬のビットコイン）」だと思ってもらえば大きな誤解はないと思います。
「マイニング」のやり方
ビットコインのマイニングを行う方法として、ソロマイニング、プールマイニング、クラウドマイニングの3種類が挙げられます。
これからそれぞれの内容について簡単に解説していきます。
ソロマイニング
ソロマイニングは、個人で高性能なコンピューターを使ってビットコインをマイニングする方法です。
自分一人で作業するので、成功したときの利益は大きいですが、マイニングが成功するかどうかはナンス値を見つけるスピード次第であるため、大きな資本を持つ企業などと競争する必要があります。
また、ソロマイニングには市販のパソコンではなく、マイニングに適した部品で作った専用のコンピューターが必要であるため、初心者には難しいかもしれません。
プールマイニング
プールマイニングは、複数の人が協力してマシンパワーを提供し、マイニングする方法です。
参加者が力を合わせてマイニングを行うため、成功する確率が高くなり、ソロマイニングと比べて安定的に報酬を得やすいです。
また、専門的な知識がなくてもパソコンに専用ソフトをインストールするだけで始められるため、初心者でも手を付けやすいかもしれません。
しかし、ソロマイニングと比べると一人当たりの報酬は少なくなってしまう上、手数料も別途支払う必要があるため、想像以上にコストがかかる場合があります。
クラウドマイニング
クラウドマイニングは、マイニングを運営する会社に投資することで報酬を配当として受け取る方法です。
この方法であれば高性能なマイニング専用コンピューターや専門知識は必要ありませんが、投資先の倒産をはじめとする投資リスクを抱えることとなります。
また、初期投資が高額となる場合が多いため、初心者には難しい選択肢かもしれません。
「マイニング」の環境への影響
「マイニング」では、高性能なコンピューターが計算を行うことで取引データを検証するため、大量の電力が消費されます。
さらに、ビットコインの価格が上がると、多くのマイナーが参入して競争が激しくなるため、電力消費量は今後も増加し続けるかもしれません。
実際、ビットコインの推定電力消費量は、2018年の年間約30TWhから、2022年には年間約200TWhに急増しています。
このような状況が、より消費電力の少ないコンセンサスアルゴリズムである「PoS（プルーフ・オブ・ステーク）」の開発を促進する一因となりました。
おわりに
いかがだったでしょうか？
「マイニングの仕組み」の部分は少し難しかったかもしれません。
ただ、なんとなくの流れについては把握できたと思います。
自分の興味のある部分から調べていくとより理解が深まると思うので、ぜひ挑戦してみてください！
参考文献