プルーフオブワークとは？

PoW(プルーフオブワーク)は、ブロックチェーン空間で最も基本的なコンセンサスメカニズムの1つです。 ビットコイン、イーサリアム、ライトコインなどの初期のブロックチェーンプロジェクトは、PoWを使用して、ブロックチェーンの一貫性と耐改ざん性を確保しました。

PoWの簡単な説明は、すべてのネットワークノードが同じ数学的質問に答えるためにスクランブルをかけることです。 最初にそれを理解した人は誰でも、トランザクションを記録し、対応するペイオフ(ブロックチェーンによって発行された新しい暗号通貨)を得ることができます。

1993年、2人の暗号のパイオニア、シンシア・ドワークとモニ・ナオールが最初に論文でPoWを提案しました。 2008年、サトシ・ナカモトはビットコインのコンセンサスメカニズムとしてPoWを選択しました。 ビットコインの価格が急騰するにつれて、捕虜の力は徐々に世界に見られました。 今日、PoWは主流のコンセンサスメカニズムの1つになっています。

2010年8月7日、サトシ・ナカモトはビットコイントークフォーラムに「プルーフオブワークには、信頼できない仲介者を介して中継できるという素晴らしい特性があります」と投稿しました。 プルーフオブワークには多くのエネルギーが必要であり、ブロックチェーンに攻撃に抵抗する強力な能力を与えます。 したがって、PoWの下でブロックチェーンを改ざんすることは非常にコストがかかります。

PoWはどのように機能しますか?

一定期間内にトランザクションの合意に達するために、PoWはノードが会計競争に参加することを要求します。 プルーフオブワークでは、いわゆる「ワーク」は実際には数学的計算であり、計算能力(ハッシュレート)が決定的な役割を果たします。

PoWの問題を解決する唯一の方法は、計算能力を構築し、最終的に唯一の正解を見つけるために何度も何度も試みることです。 正しい結果に達すると、ブロードキャストを通じてすべてのノードで簡単に検証できます。 次に、このブロックのトランザクションがネットワーク全体で検証されます。 最後に、ネットワークは次の競争ラウンドに進みます。 このプロセス全体は「マイニング」と呼ばれます。

各ラウンドで報酬を獲得できるのは1つのノードだけですが、すべてのラウンドは互いに独立しているため、トランザクションを記録するための戦いは実際には計算能力に関する戦争です。 ノードによって制御されるハッシュレートが高いほど、ノードはより多くの報酬を受け取ります。 ノードの数が多く、ネットワーク全体で消費されるエネルギーが多いほど、ブロックチェーンの安全性は高まります。

PoWは明確に設計されており、PoWを使用したビットコイン理論的には最も分散型の暗号通貨です。 それがなければ、信頼できないビットコインネットワークは機能しません。

捕虜の長所:

1. シンプルで信頼性が高く、実装も簡単です。
2. 高度に分散化されています。 中央機関は必要ありません。 ノードはブロックチェーンに自由に出入りできます。
3. 攻撃の理論上のコストは非常に高く、PoWブロックチェーンを安全で信頼性の高いものにします。 ブロックチェーン上の情報を改ざんする計画の攻撃者は、ネットワーク全体の計算能力の半分以上(ハッシュレートの51%)を制御する必要があります。

捕虜の短所:

1. エネルギー集約的です。

コンピューティング競争だけに依存すると、PoWのエネルギーが大量になります。

ビットコインネットワークのハッシュレートが増加するにつれて、鉱業のエネルギー消費は世界的な懸念事項になっています。 ケンブリッジオルタナティブファイナンスセンターは、2021年5月10日の時点で、ビットコインマイニングの世界の年間消費電力は149.37TWhに達したと推定しています。 この数字を国と比較すると、ビットコインはマレーシアやウクライナなど100カ国よりもエネルギー消費量が多く、25位のベトナムとほぼ同じです。

さらに、ビットコインが消費する電力の大部分は、石炭などの再生不可能なエネルギー源からのものであり、環境問題につながっています。 その結果、中国を含むいくつかの国はビットコインマイニングを完全に禁止しました。

1. もたもた

PoWでは、ビットコインブロックチェーン上のトランザクションの確認に時間がかかり、ネットワーク上のスループットは非常に低くなります。

PoWによって設定された難易度により、ビットコインのブロック時間は約10分であり、トランザクションが実際に確認されるまでに最大1時間(約6ブロック後)かかることを意味します。 ビットコインネットワークのTPSは約7であり、毎秒7つのトランザクションしか処理できないことを意味します。

1. 機器要件と集中化

ビットコインの初期にはパーソナルCPUが最も一般的なマイニング機器でしたが、ビットコイン価格が上昇するにつれて、計算能力の競争が激化しました。 高性能グラフィックカードや専用のASICマイナーでさえ、マイニングの主流になりました。 マイニングの機器のしきい値が高くなるにつれて、プロのマイニングプールがハッシュレートの大部分を制御し、分散化の本来の意図に反しました。

PoWを使用する他のブロックチェーン

ビットコインとライトコイン

ビットコイン人類史上最初の暗号通貨であり、PoWメカニズムの発祥の地です。次に、エネルギーを消費するPoWメカニズムは、ビットコイン独自のラベルになりました。 近い将来、ビットコインはPoWコンセンサスメカニズムを継続します。

ビットコインに加えて、多くの初期の通貨はビットコインから借りて、ライトコイン(LTC)などのPoWメカニズムを採用しました。 さらに、ビットコインのいくつかのフォークも、ビットコインクラシック(BGH)、ビットコインキャッシュ(BCH)などのPoWメカニズムも採用しています。

イーサリアム

2014年に生まれたイーサリアムも、PoWコンセンサスメカニズムを使用しています。 ただし、PoWメカニズムのいくつかの欠点を考慮すると、イーサリアムは、エネルギー消費量が少なく、より効率的なPoS(プルーフオブステーク)コンセンサスメカニズムに移行しようとしており、このプロセスはまさにETH2.0と呼ばれるものです。
2020年末には、イーサリアムはすでにPoSコンセンサスメカニズムを使用したビーコンチェーンで稼働しており、イーサリアムのメインチェーンは2022年中にビーコンチェーンと合併し、PoSコンセンサスメカニズムに完全に変わると予想されます。
イーサリアムに加えて、以前はPoWコンセンサスメカニズムを使用していたいくつかの暗号通貨も、ドージコイン(DOGE)などのPoSメカニズムへの変換を検討しています。

結論

最も初期のブロックチェーンコンセンサスメカニズムとして、PoWは広く使用され、その後のすべてのブロックチェーンプロジェクトに影響を与えました。 PoWメカニズムには、かけがえのない利点と重大な欠点の両方があります。 ブロックチェーン業界が成長し、ユーザー数が増えるにつれて、エネルギーの浪費とPoWメカニズムの効率の欠如の問題も浮上しました。
現在、より分散化され、エネルギー効率が高く、効率的であり、多くの新しいユーザーを獲得するという旗印の下で、さまざまな新しいパブリックチェーンが出現していますが、最終的には、PoWメカニズムを使用しているビットコインの地位を揺るがすことは困難です。 将来的には、セキュリティと分散化を維持しながら、PoWメカニズムの問題を解決する「完全なコンセンサス」が存在するでしょうか。 注目する価値があります。

著者:アシュリー翻訳者:アシュリー
レビュアー : ヒューゴ , エドワード
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