仮想通貨のマイニング方式のまとめ【POW, POS, POI, POR】

皆さんこんにちは。

仮想通貨のマイニングと言えばビットコインに代表されるPOW(Proof Of Work)を思い浮かべる人が多いと思います。

しかし仮想通貨のマイニング方式はそれだけでなく様々な方法があり、それぞれに特徴や長所・短所があります。

そこでここでは仮想通貨のマイニング方式を改めてまとめてみようと思います。

そもそもマイニングって何?

方式を説明する前にマイニングって何?という話をします。

マイニングとはすごく簡単に噛み砕いて言うと

ブロックチェーンにブロックを追記して報酬を貰う行為

のことを指します。

仮想通貨では取引履歴の正しさを証明するためにブロックチェーンという技術を採用しています。ちょうど次のように取引データの塊(ブロック)がチェーン上に連なる構造をしています。

Wiki:ブロックチェーンより引用

ブロックチェーンのブロックは数分または数十分に一回追記されます。

しかしただ追記されるのではなく、取引に不正がないか二重支払いがないかなどを確認して追記しなければシステムの信用が保たれなくなります。

そのために必要な行為がマイニングです。

マイニングする人たちはマイナーと呼ばれブロックチェーンで定められた方式でマイニングし、ブロックの追記に成功するとその報酬や手数料が貰えます。そしてマイニングする人が居続ける限りはブロックチェーンは永久に維持されるという仕組みです。

ものすごく簡単な説明ですがこれがマイニングです。

様々なマイニング方式

一般にマイニングというとビットコインなどのPOWが有名ですが、他にもマイニング方式はたくさんあって次のような方式が今のところ多くの仮想通貨で採用されています。

  • POW
  • POS
  • POI
  • POR

他にもあるかもしれませんが私の説明できる範囲でこれらのマイニング方式について説明します。

POW(Proof Of Work)

直訳するとすれば「仕事の証明」です。

文字通りマイニングに何らかの仕事が必要なのですが、仕事をするのは人間ではなくコンピュータです。コンピュータに膨大な量の「計算」という仕事をさせます。

例えばビットコインの場合は10分に1回問題が出題されてその問題の答えを出すのに膨大な計算をし、最初に解いた人に報酬が与えられます。そのため少しでも早く答えを見つけようと熾烈なマイニング競争が起こります。

POWで問題なのはマイナーが中央集権化しやすいという事です。

POWでは膨大な計算を早く行うために専用の集積回路(ASIC)や高機能なGPUを搭載したマイニングマシンが必要になります。その経費は莫大で今では個人が気軽に参加できるようなものではなくなっています。

そのため組織や団体に有利になり、一部のマイナーが全体の多くのハッシュレートを占めマイナーの中央集権化が問題になっています。

実際ビットコインでは次の図のように上位5つのプールが全体のハッシュレートの半数以上を独占しています。

もしこれらのプールが悪意を持って結託すれば51%攻撃が可能になり不正な取引を承認することができるようになってしまいます。

ただそんなことが起きればビットコイン自体の価値が大きく下がるので攻撃者にもメリットがないですが、マイナーが寡占化されるとシステムを壊される恐れがあります。

ただ最近はそのような寡占化を防ぐためにCPUでマイニングできる方式の仮想通貨も出てきています。これは個人のCPUさえあればどんな低性能なPCでもマイニングができるので寡占化が起きにくい(かも)と言われています。

CPUマイニングについては以下の記事もご覧ください。

BitZenyを片手間でマイニングする方法

現在有名な仮想通貨の内POWを採用しているのは次の通貨です。

  • Bitcoin
  • Litecoin
  • MonaCoin

またCPUマイニングを採用しているのは主に次の仮想通貨です。

  • Monero(XMR)
  • Zoin
  • BitZeny

POS(Proof Of Stake)

直訳すると「掛け金の証明」などとなります。

これは保有している仮想通貨の量に応じて報酬が決まるマイニング方式です。POWのように何か計算をする必要はなくただ仮想通貨を保持することがマイニング作業になります。

そして保有量が多いほどブロックを追記する権利が得やすく、報酬も貰いやすくなります。

またPOSはさらに次の2種類に分けることができます。

(1)ランダム方式

これは取引を承認しブロックを追記する人をランダムに選び、保有量が多いほど選ばれる確率が高くなる方式です。コインの保有量が多ければ多いほどマイニング報酬が貰える確率も高くなっていきます。

このような承認作業はフォージング(鋳造)とも呼ばれています。

(2)Coin Age(コイン年数)方式

Coin Ageは(保有量)×(コインの保有期間)で定められる数量のことです。

この方式だとコインを多く持っていて、さらに長期間保有している人=Coin Ageが大きい人がマイニングに成功しやすくなります。

マイニングに成功するとCoin Ageは減らされるので同じ人が何度もマイニング報酬をもらうという事態を緩和することが可能です。

POSではPOWと同じように51%攻撃ができてしまいます。しかも資金力があれば比較的簡単にできるので低コスト51%攻撃と呼ばれています。

まず自分が攻撃したい仮想通貨の51%以上を購入する資金力がある(実際はない)ことを周りに公表します。すると他の保有者は51%攻撃を懸念し、その通貨を手放す人が大量に出てくるので通貨の価値が下がります。

そして価値が大暴落したところで本当に51%以上の通貨を購入することでブロックチェーンの不正取引を承認できるようになってしまいます。

保有量によって容易にブロックチェーンを操作できてしまうのがPOSの欠点ですね。

現在POSを採用しているのはイーサリアムやリスクなどです。多くの草コインでも採用されています。

POI(Proof Of Importance)

直訳すると「重要性の証明」で、ネム(XEM)という仮想通貨が採用しています。

これは保有量に応じてマイニングに成功しやすくなる点はPOSと同じです。しかし違うのはアカウントの質に応じてマイニング報酬が変わるという事です。

ネムの場合は10000XEM以上保有しているアカウントは重要度スコア(Importance Score)というものが割り振られます。これは送金の頻度から特殊な計算方式によって算出されます。そしてこのスコアが高ければ高いほど質のいいアカウントと判断され、報酬も貰いやすくなります。

スコアの計算方法については以下のURLを参考にしてください。

http://nemmanual.net/NEM_Technical_reference_JA/PoI/7_PoI.html

つまりPOSと違い、ただ保有量が多いだけではだめで、取引や決済などをして富の再分配を行った人がブロックを追記して報酬を貰う権利を得やすくなるという事です。

このようなマイニング方式のことをネムでは『ハーベスティング』と呼んでいます。

ただ10000XEM以上持っていないとハーベスティングに参加できないというのがPOIの問題点です。現在のレート(1XEM = 約40円)だと40万円ですが、さらにこれから高騰すればハーベスティングへの参加の難易度は高めって行くと思います。

なので今後高騰した時にハーベスティングの最低条件を引き下げなければネムのネット―ワークに参加するインセンティブ(意欲)が薄れてしまう恐れがあります。

POR(Proof Of Resource)

直訳すると「リソースの証明」です。

ここでいうリソースは何かというと次のようなものです。

  • ハードディスクドライブの容量
  • 帯域幅(単位時間に送受信されるデータの量)
  • CPU速度

このようなコンピュータのリソースを提供する見返りとして報酬が貰えます。

正確にはブロックチェーンに追記する作業ではないですがデータを預かる人をファーマーと呼び、データを預かる作業のことをファーミングと呼んでいます。

この仕組みを採用しているのはMaidSafeというサービスです。

今までサーバは大規模な組織が管理していてそのサーバで個人がデータを保存するという形でしたがP2Pで特定の組織に頼らずデータの保存・共有を目指しています。

MaidSafeではMaidSafeCoinという仮想通貨が流通していて、自分のコンピュータリソースを貸し借りするときの通貨として使われています。

まだPORについての情報は少ないですが、非中央集権的なデータサービスを作成するのに欠かせない技術になると思います。

まとめ

ここではマイニング方式としてPOW・POS・POI・PORについて解説しました。

仮想通貨ではブロックチェーンを維持するのにマイニングが必要ですが、その方式は1つではありません。

またビットコインのようなPOWが現在は主流ですが、将来的にどのマイニング方式が生き残るかは分かりません。私としてはなるべく多くの人が制約なく参加できるようなマイニング方式が生き残ると思っています。

以上仮想通貨のマイニング方式について解説しました。では、また。

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