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コンセンサスアルゴリズムとは?PoW、PoSもわかりやすく解説!

「コンセンサスアルゴリズムってなに?」

「PoWとかPoSってなに?」

「なんか難しそう・・・」

という方向けの記事です。

仮想通貨をさわっていると、「コンセンサスアルゴリズム」という言葉を聞くことがあります。ブロックチェーンとの関連でよく出てくる言葉です。

仮想通貨を理解するうえで重要なしくみですが、調べてもむずかしい解説が多いですよね。
そこで今回は、「カタカナむり!英語むり!」という人でもわかるように、ゼロから解説します。

最後まで読んでいただけると、本質的なしくみがイメージできるようになります。

それではいってみましょう!

コンセンサスアルゴリズムとは?

コンセンサスアルゴリズムは「合意方法」

コンセンサスアルゴリズムとは、「合意方法」という意味です。
日本語にしてもわかりにくいですね。なにに「合意」するんでしょうか?

結論を先にいいます。
コンセンサスアルゴリズムとは、ブロックチェーンのブロックに入った取引内容に合意(承認)するための方法です。

以下ではいったん、仮想通貨に使われているブロックチェーンの話をします。

ブロックチェーンの話

出典:NCS&A

ブロックチェーンでは、送金や交換などの取引内容(トランザクション)ブロック(箱みたいなもの)につめこみます。
このブロックを順番にチェーン状につなげていくことで、改ざんが不可能な状態が保たれています。

ただし、ブロックをチェーンにつなげて処理する前に、承認(合意)する必要があります。

オッケー、この内容なら問題ないからつなげていいよ〜

というイメージです。なんでもかんでも確認なしでつなげるのはコワいですよね。

この承認作業は、参加者たち(ノード)が行います。ブロックチェーンには中央管理者がいないので、みんなで管理します(P2P)。

ではどうやって承認するんでしょうか?
この「承認のしかた」をコンセンサスアルゴリズムといいます。

コンセンサスアルゴリズムにはいろんな種類がある

コンセンサスアルゴリズムには、いろいろな種類があります。

そもそも、ビットコイン、イーサリアム、ソラナ、アバランチ、テラなど、いろんなブロックチェーンがあります。仮想通貨は、それぞれのブロックチェーンの上に乗っているイメージです。

コンセンサスアルゴリズムは、ブロックチェーンごとに使われているものが異なります。
「ビットコインではPoW」、「ソラナではPoS」、「テラではDPoS」など、承認のしかたにはいろんな種類があります。

以下では、コンセンサスアルゴリズムの中でもっとも有名な「PoW」と「PoS」について解説します。

PoWとは?

PoWは、「Proof of Work(プルーフ・オブ・ワーク)」の略です。
「Work」は「作業」とか「仕事」とかいう意味ですね。
「Proof」は「証明」とか「証拠」とかいう意味です。

つまり、PoW=「作業して正しさを証明すること」ということです。

ここでいう「作業」とは、計算のことを意味します。
そもそも、ブロックチェーンは暗号化された数字で成り立っています。
ブロックをつなげるためには、「ナンス値」という数字を膨大な計算によって見つけ出す必要があります。計算にはふつう、スーパーコンピューターが何台も使われます。

この計算作業のことを「マイニング(採掘)」と呼び、マイニングする人たちを「マイナー」と呼びます。

え、そんなことボランティアでやってるの?

と思う方もいるかもしれません。
大丈夫です!ちゃんと報酬がもらえます。

ただし、報酬がもらえるのは計算の答えに最初にたどり着いた1人だけです。
たとえばビットコインだと、1回につき「6.25BTC」もらえます(2022年1月現在)。
3,000万円くらいですね。みんなこれ目当てでマイニングします(*´∀`)

ちなみに、この報酬でもらえる量は約4年ごとに半分になっていきます。
これを「半減期」といいます。半減期前後には価格が上がりやすいです。

PoSとは?

PoSは、「Proof of Stake(プルーフ・オブ・ステーク)」の略です。
「Stake」は「賭ける」とか「出資する」とかいう意味です。

つまり、PoW=「お金を出資して正しさを証明すること」ということです。

ここでいう「出資」とは、「仮想通貨を買って保有すること」を意味します。
仮想通貨の保有額が多い人ほど、その仮想通貨の価値を守りたいという気持ち(インセンティブ)が生まれますよね。少なくとも変なことをして価値を落とそうとは思わないはずです。
こういった仮想通貨の保有量が多い上位の人たちをランダムに選んで、その人たちに承認してもらうのがPoSです。

それって一部の人たちに集中しそうだけど大丈夫?

と思う方もいるかもしれません。鋭いですね。
一部の人たちだけが承認権限を得るのは、これまでの中央集権型と変わらないので問題ですよね。

そこでPoSでは、承認すればするほど割り当てられる確率が減っていくしくみになっています。これにより、権限が分散されつつ、”変なことしなさそうな人”に承認権限が与えられるようになっています。

PoWからPoSへの移行

現在、「PoWからPoSへ移行していこう」という流れがブロックチェーン業界では主流になっています。

PoWは、スーパーコンピューターを何台も使って計算するので消費電力が多く、環境への負荷も大きいです。エコじゃないんですよね。

一方で、PoSは膨大な計算処理が必要ないのでエコです。
「こっちの方がいいんじゃない?」と考える人も多いので、PoSを採用するブロックチェーンが増えています。
たとえばイーサリアムでは、PoWからPoSへ移行している最中です(2022年1月現在)。

ビットコインでは、当面はPoWが使われますが、これにはやはり反対意見もあります。
たとえばリップルの会長は、電力消費の観点からPoSへ移行するべきだと主張しています(CoinTelegraph)。

まとめ

以上、コンセンサスアルゴリズムと、PoWおよびPoSについて解説しました。

専門用語なしにイメージで考えてみると、やってることはシンプルです。
全体像がイメージできると、細かい知識も入ってきやすくなりますね。
PoWやPoS以外にもPoCやPoIなど色々なしくみがあるので、興味があれば調べてみてください。

この記事がお役に立てば幸いです。
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それでは!ウォッチャーでした。

ABOUT ME
ウォッチャー
個人投資家。仮想通貨投資で生きてます。資産の90%をICP、BTC、ETHで保有。10%をGameFi、メタバースへ分散。長期目線。ファンダ重視。ゲーマー。クリプトの面白さを広めたい!