【宇宙一簡単】ビットコインのPoW(プルーフオブワーク)とは?

キョウ
どうも!ANGOのメンバー、キョウです。

この記事を読んでるあなたは、

「ビットコインのPoW(プルーフオブワーク)って聞いたことあるけど、どんな仕組み?」
「なんとなくわかるけど友達に聞かれたら答えられない…」

って思っているのではないでしょうか?

ビットコインに関する用語って横文字多くて難しい言葉が多いですよね。

僕もPoWがわからなかった時は、どの記事を読んでも初心者には難しく書かれていることが多く理解するのに色んな記事を読み漁りました。笑

そこで今回は、PoW(プルーフオブワーク)についてどこよりも分かりやすく解説したいと思います!

PoWについて良く分かってないって人は必見です。

PoW(プルーフオブワーク)とは?

早速プルーフ・オブ・ワークの解説をしていきたいと思います。

プルーフ・オブ・ワークとはコンセンサス・アルゴリズムの1つです。

コンセンサスアルゴリズムとは、「コンセンサス(合意)」+「アルゴリズム(方法)」、つまり合意を取る方法のことですね。

いきなり横文字が出てきましたが、わかりやすく説明するので安心してください。(笑)

ではまず、なぜ『合意』を取る必要があるのでしょうか?

理由は簡単で非中央集権で取引を成り立たせるためには、参加者同士で取引を承認(合意)する仕組みが必要です。

じゃあ承認はどうやってやるの?ってとこですが、この承認作業をマイニングと言い、ハイスペックなコンピューターで膨大な量の計算をしています。

具体的には多大な計算量を要する問題(=特定の条件を満たすハッシュと呼ばれているものを探す)を解く作業がマイニングです。

マイニングの方法や詳しい説明についてはこちらの記事を参考にして下さい。

【猿でもわかる】ビットコインのマイニングとは?仕組みや方法を解説

2017.03.25

コンセンサスアルゴリズム一覧

PoW以外にどんなコンセンサスアルゴリズムがあるの?って方もいると思うので、サクッと紹介しておきますね。

コンセンサスアルゴリズム特徴採用通貨
PoW(プルーフオブワーク)『仕事量による合意形成』BTCETHMoneroZcash
PoS(プルーフオブステーク)『所有量による合意形成』ETH(予定)ADANxt
PoI(プルーフオブインポータンス)『重要度による合意形成』NEM
PoC(プルーフオブコンセンサス)『信用力の高い承認者による合意形成』XRP

となっています。

ビットコインから派生した仮想通貨が多いだけあってPoWを採用している通貨が多いですね。

PoWやPoSってどれがいいの?って気になると思うのですが、コンセンサスアルゴリズムにはそれぞれメリット・デメリットがあるので比較できません。

というか目的によって異なるので優劣をつける事自体がおかしいですね。

このことについて、ビットコイン研究所を運営している大石さんはこちらの記事で「コンセンサスアルゴリズムは、優劣じゃなくて仕様です」と述べています。

また、大石さんはこちらの記事で「PoWコインだけが本物の貨幣になり得る」と言っているように、PoWが重要なコンセンサスアルゴリズムであることは間違いないですね。

通貨毎のマイニング方法を知りたいって人はこちらの記事を参考にして下さい。

【おすすめはコレ】人気仮想通貨9種のマイニング(採掘)方法と仕組みまとめ

2018.04.12

PoWの仕組み

ブロックチェーン技術は、非中央集権化を実現するためにP2P(ピアツーピア)という方法で実現しています。

ブロックチェーンについてイマイチよく分かってない!って人はこちら、そもそもP2Pってなに?って人はまずこちらを読んでておきましょう。

簡単にP2Pを説明しておくと、P2Pとは従来のクライアント・サーバー型(中央集権型)と違って、中央機関が存在しません。

出典:choku-史上最強の仮想通貨入門

左側がクライアント・サーバー型で右側がP2Pです。

図の通りP2Pでは中央機関がないため、取引をみんなで承認する必要があります。

具体的な承認方法

承認作業はマイニングとも言い、膨大な計算を成功させることです。

マイニングは、ビットコインネットワークに参加してる有志の人が行なっています。

みんなで計算の競争し合っていて、一番早く計算を成功させた人に報酬を与えるというルールがPoWという承認方法です。

競争させて、それを勝ち取った人に報酬を与えることで健全なネットワークを維持させる、というルールがPoWの仕組みです。

これによってネットワークが安全に保たれているということですね。

もしPoWのような仕組みがなかったり、PoWの承認作業が簡単すぎたら誰もが自由に取引を成立させたり改ざんしたりできたりしてしまいます

そこでPoWは、あえて取引を記録する際に難しい過程を行わせることで、これを防ごうとしているのです。

イメージしにくいと思うのでこちらの画像を御覧ください。

出典:ビットコイン百科事典

画像の解説をしておくと、記録の際ハッシュ値が一定以下になるように、ナンスという数値を見つけ出すための計算問題を解かなければならないのです。

ブロックをチェーン上でつなげた人は報酬を得ることが出来る仕組みとなってます。

そしてこの計算結果がブロックに組み込まれ、前のブロックにつながれ、ブロックチェーンはつながっていきます。

もしPoWがなかったとすると、誰もが自由にブロックの生成ができてしまいます。

つまり、改ざんされたトランザクション(取引)もブロックに書き込まれてしまうということです。

PoWのメリット・デメリット

次はPoWのメリット・デメリットについて紹介してきます。

仕組みだけでなくメリットなども押さえておくと、PoWやPoSなどとの違いがより一層わかるようになりますよ。

PoWのメリットPoWのデメリット
・改ざんに強い・電気代が高い
・承認に時間がかかる
・51%問題

こう見るとデメリットの方が多いので、PoWってあんまり良くないんじゃない?って思ってしまいますね。笑

しかし改ざんに強いというのはデメリットを遥かに上回るメリットなので紹介していきたいと思います。

PoWのメリット

PoWのメリットは改ざんに強いということです。

ではなぜ改ざんに強いのでしょうか?

仮にブロックチェーン上で不正に送金を行おうとする場合、最新の取引ブロックから過去のブロックまで全て改ざんし、全ノードに同期させる必要があります。

そのため過去の取引に遡れば遡るほど、改ざんするために膨大な計算をしなくてはいけません。

それもスーパーコンピューターでやるようなレベルです。

アマゾンくらいの大企業なら資金力もあるので可能かもしれませんね!笑

逆にそのくらい資金に余裕がないとまず無理です。

なのでブロックチェーンを改ざんすることはほぼ不可能と思ってもらって大丈夫です。

過去に仮想通貨に関連したセキュリティの問題など色々ありましたが、どれも取引所のセキュリティが甘いなどの問題ばかりでした。

つまり仮想通貨、もっと言うとブロックチェーンの技術的の問題ではなくそれを利用する部分で技術的に未熟であったために問題が起こってしまったのです。

というわけで、PoWというコンセンサスアルゴリズムを採用している以上は改ざんはできないとおぼえてもらえれば十分です。

過去にあった仮想通貨に関連する事件に関しては知りたいって人はこちらの記事を参考にして下さい。

【随時更新】明日は我が身?仮想通貨・ビットコインの事件を総まとめ

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PoWのデメリット

PoWのデメリットは、

  • 電気代が高い
  • 承認に時間がかかる
  • 51%攻撃

です。

PoWでは取引の承認作業(マイニング)に膨大な計算をする必要があります。

それも家庭用のパソコンではなく、スーパーコンピューターなどを常に動かしていないといけません。

そのため莫大な電気代がかかってしまうということです。

2018年現在では、ビットコインの承認作業のために使用されている電力が、デンマーク一国で使用されている電力量に匹敵すると言われています。

また、承認するためには「非常に難しい簡単な計算を成功させないといけない」必要があるため、ハイスペックなコンピューターでも時間がかかってしまいます。

承認に時間がかかるということは、その場で決済がすぐできないということなので、コンビニなどでの即時決済を行うのは難しいです。

ただ、これはライトニングネットワークなどの新しい技術を実装することで、改善しようとしていますね。

承認に時間がかかるのは、それだけ難しい計算をしているので結果としてセキュリティが高めることができるからです。

最後の51%攻撃とは、特定のマイニンググループが計算能力を51%以上支配してしまうと、二重支払いなどといった不正な取引を行うことが可能になる、というものです。

つまりマイニング時の計算が他のグループより早ければ、一度送金した仮想通貨をもう一度別のアドレスに送金することが出来てしまいます。

これは承認の中央集権化とも呼ばれています。

現状のマイニンググループの支配率はこんな感じです。

出典:https://blockchain.info/pools

パッと見で上位3グループが手を組んだ場合、51%以上の計算能力を持つことがわかりますね。

このように51%攻撃は不可能ではないことからPoWのデメリットの一つとして考えられています。

PoWが採用されている主な仮想通貨

PoWの仕組みやメリット・でメリットについてはなんとなくわかったと思うので、PoWを採用している仮想通貨を紹介していきたいと思います。

PoWを採用しているのは、

  • ビットコイン
  • イーサリアム
  • モネロ
  • ジーキャッシュ

です。

それぞれ簡単に紹介していきますね。

ビットコイン


出典:https://dcnews.jp/18/bitcoin-in-okwave

仮想通貨といえばビットコインですね。

ビットコインは国内の取引所では0.0001BTCから購入できるので、まだ持ってない人は少額でも購入することをオススメします。

ビットコインの価格はまだまだ上昇していくと言われているので買っておいて損はないですよ。

今後のビットコインのイベントについてこちらの記事で解説しているので良かったら参考にして下さい。

ビットコインについてあまり分かってないって人はこちらの記事がオススメです。

【宇宙イチ簡単】ビットコインとは何か?仕組みからわかりやすく解説

2017.01.07

ビットコインを購入するならセキュリティNo. 1のbitFlyerが断然オススメです!

イーサリアム


出典:COIN OTAKU

イーサリアムは時価総額でビットコインに次ぐ第2位の仮想通貨です。

イーサリアムの主な特徴として、契約までブロックチェーン上に記録できる「スマートコントラクト」という技術を用いています。

イーサリアムは現在はPoWを用いていますが、今後PoSに移行することが決まっています。

イーサリアムの今後についてのニュースもあるので良かったらこちらを参考にしてみて下さい。

イーサリアムについてもっと知りたいって人はこちらをどうぞ。

イーサリアムとは?誕生秘話〜仕組み・生活への影響まで徹底解説

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イーサリアムを購入するならZaifがおすすめです。

モネロ


出典:仮想通貨マガジン

モネロはアルトコインの一つで、2017年に価格が40倍にもなった仮想通貨です。

モネロの特徴は匿名性に優れていることですね。

【再び暴騰!?】仮想通貨モネロ(Monero)とは?特徴や将来性も解説

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モネロを購入するならBinanceがオススメです。

ジーキャッシュ

出典:BLOCKCHAIN BUSINESS COMMUNITY

ジーキャッシュはビットコインに似ている部分が多いと言われています。

ビットコインを補完する通貨イメージが強いです。

特徴としては完全匿名性であるということですね。

ジーキャッシュについてはこちらを参考にして下さい。

仮想通貨Zcash(ジーキャッシュ)とは?今後の将来性まで考察してみた

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ジーキャッシュを購入するならBinanceがオススメです。

まとめ

今回はコンセンサスアルゴリズムであるPoWについて紹介してきました。

ざっとおさらいしておくと、

  • PoWはコンセンサスアルゴリズムの一つで非中央集権化を実現するために重要なしくみ
  • メリットは改ざんが非常に難しいこと
  • デメリットは電気代が高い・承認に時間がかかる・51%攻撃などがある
  • PoWを採用している仮想通貨は、ビットコイン・イーサリアム・モネロ・ジーキャッシュ

という感じでした。

少し難しい内容だったかもしれないですが、PoWは仮想通貨を語る上で非常に重要な概念の一つです。

特に投資しようか考えている人は仕組みや概念を理解しておくと自信を持って投資できますよ。

「でもまだ仮想通貨持ってないんだけど」って人は、まずはビットコインを購入してみると良いと思います。

ビットコインを購入するならbitFlyerがオススメです。

この記事があなたの知識にプラスになれば幸いです。

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ABOUTこの記事をかいた人

キョウ カズキ

『ANGO』ライターのキョウカズキです。大学在学中に、プログラミングを学びテクノロジーの偉大さに気づく。その後大学を中退し、以前から働いていたIT系のスタートアップ企業でエンジニアとして働く。レジでの会計時に時間をかけたくないと思い、クレカとパスモで生活するようになる。その後、友人がビットコインを持っていることを聞き、仮想通貨について興味を持つ。仮想通貨を広め、「キャッシュレスの世界を実現したい」という思いで記事を書いています。よろしくお願いします。

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