Proof-of-Stake（PoS）とは何ですか？

Last Updated on 2021年6月4日

PoS（Proof-of-Stake）とは、「コインを何枚持っているかによって、マイニングやブロック取引の検証ができる」という考え方です。つまり、コインをたくさん持っている人ほど、マイニング能力が高いということになります。

主な記述

Proof-of-Stake（PoS）では、暗号通貨の採掘者は、採掘者が保有するコインの量に応じて、ブロック取引を採掘または検証することができます。
Proof-of-Stake（PoS）は、Proof-of-Work（PoW）に代わるものとして開発されました。PoWは、ブロックチェーン技術におけるオリジナルのコンセンサスアルゴリズムで、取引の確認や新しいブロックの追加に使用されます。
Proof-of-Work（POW）は膨大なエネルギーを必要とし、採掘者は自分のコインを売ってその費用を負担しなければなりません。Proof-of-Stake（PoS）は、採掘者が保有するコインの割合に応じて採掘力を与えます。
Proof-of-Stake（PoS）は、マイナーがネットワークを攻撃する可能性があるという点で、リスクが低いと考えられています。これは、攻撃を受けてもマイナーにとって有利にならないように補償を構成するためです。
最大の暗号通貨であるビットコインは、Proof-of-StakeではなくProof-of-Workで運用されています。

Proof-of-Stake（PoS）を理解する

Proof–of-Stakeは、Proof-of-Work(PoW)に代わる概念として、PoWに内在する問題を解決するために作られました。現在、Proof-of-Stakeの概念を使用しているのはアルトコインのみです。取引が開始されると、取引データは最大容量1メガバイトのブロックに収められ、ネットワーク上の複数のコンピューター（ノード）に複製されます。ノードはブロックチェーンの管理機関であり、各ブロック内の取引の正当性を検証します。

検証ステップを実行するためには、ノードやマイナーは、Proof-of-Work問題と呼ばれる計算パズルを解く必要があります。各ブロックの取引問題を最初に解読したマイナーには、コインが与えられます。ブロック取引が検証されると、それが公開された透明な台帳であるブロックチェーンに追加されます。

Proof-of-Stakeによるマイニングパワーへの対応

マイニングには、計算上の課題を解決するためのさまざまな暗号計算を実行するために、膨大なコンピューティングパワーが必要です。このコンピューティングパワーは、Proof-of-Workに必要な大量の電力とパワーに変換されます。

2015年には、1回のビットコイン取引に必要な電力量は、アメリカの1.57世帯の1日分の電力に相当すると推定されました。その数字はその後、さらに上昇しています。ケンブリッジ大学のBitcoin Electricity Consumption Indexによると、ビットコインは年間約119.9テラワット時を消費しており、これはアラブ首長国連邦やオランダなどの国が年間に消費する電力量よりも多く、フィアット・マネーでは、暗号通貨の価格が下がることになります。

PoS（Proof-of-Stake）は、この問題を解決するために、採掘者が保有するコインの割合に応じて採掘力を配分するものです。これにより、PoSマイナーは、PoWパズルに答えるためにエネルギーを使うのではなく、所有権に応じた割合のトランザクションの採掘に制限されます。例えば、利用可能なコインの3％を所有しているマイナーは、理論上、3％のブロックしか採掘できません。

PoS方式を採用した最初の暗号通貨はPeercoinでした。Nxt、Blackcoin、ShadowCoinもすぐに追随しました。

ネットワーク攻撃のリスク

ビットコインはPOW方式を採用しているため、潜在的に「コモンズの悲劇」の影響を受けやすい。コモンズの悲劇」とは、マイニングによるブロック報酬がほとんど得られないために、ビットコインの採掘者が少なくなるという未来のことを指します。その場合、取引手数料が唯一の収入源となりますが、これも時間の経過とともに、ユーザーがより低い取引手数料を選ぶようになるため、減少していきます。

コインを採掘するマイナーの数が必要以上に少なくなると、ネットワークは51%攻撃に対して脆弱になります。51%攻撃とは、あるマイナーやマイニングプールがネットワークの計算能力の51%を支配し、ネットワーク内の他のユーザーの取引を無効にして自分たちのために不正な取引ブロックを作成することです。

PoSの場合、51%攻撃を行うためには、攻撃者は暗号通貨の51%を取得する必要があります。Proof-of-Stakeでは、暗号通貨の51％の株式を持っているマイナーがネットワークを攻撃するのは不利になるので、これを回避することができます。評判の良いデジタルコインの51%を蓄積するのは難しく、コストもかかりますが、コインの51%の株式を持つマイナーは、自分が過半数のシェアを持つネットワークを攻撃することは得策ではありません。

暗号通貨の価値が下がれば、自分の保有するコインの価値も下がることになるので、過半数の株式を保有している人は、安全なネットワークを維持する動機付けになるのです。

ビットコインのほか、ライトコイン（LTC）、ドージェコイン（DOGE）もPoW方式を採用している。カルダノ（ADA）は、PoS方式を採用している暗号コインの一例です。Peercoin（PPC）のように、両方の方式を取り入れた混合方式を採用しているコインもあります。現在、イーサリアム（ETH）はPoS方式への切り替えを進めています。

最大の暗号通貨であるビットコインは、Proof-of-StakeではなくProof-of-Workで運用されています。

Proof-of-Stakeに関するFAQ

Proof of Stakingとは何ですか？

Proof-of-Stake（PoS）とは、ある人が保有するコインの数に応じて、マイニングやブロック取引の検証を行うことができるという概念です。

Proof-of-WorkとProof-of-Stakeの違いは何ですか？

Proof-of-Stake（PoS）は、Proof-of-Work（PoW）に代わるものとして作られました。PoWは、ブロックチェーン技術におけるオリジナルのコンセンサス・アルゴリズムで、取引の確認やチェーンへの新しいブロックの追加に使用されます。

どのコインがProof-of-Stakeを使用していますか？

Cardano、Polygon、Tezos、Polkadot、EOS、そして将来的には Ethereum が Proof-of-Stake を使用しています。

Proof-of-Stakeは安全ですか？

Proof-of-Stake (PoS) は、マイナーがネットワークを攻撃する可能性という点で、リスクが低いと考えられています。これは、攻撃がマイナーにとって有利にならないような方法で報酬を構成するためです。

ビットコインがProof-of-Stakeに変わる可能性は？

論理的には、ビットコインがProof-of-Stakeに変更することは不可能に近いという議論があります。これは、移行に伴う技術的な課題があるためで、現在ビットコインに最も力を入れている人たちには大きな不利益となります。しかし、理論的には、スイスの暗号通貨ブローカーBitcoin Suisseの創設者を含む多くの人が、最終的にビットコインはProof-of-Stakeモデルに移行すると予測しています。