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いまさら聞けない!コンセンサスアルゴリズムとは何かを解説!

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初心者ユーザーにとって、さまざまな専門用語が壁となり、仮想通貨を難しく感じさせています。仮想通貨取引を知るには、まず専門用語を正しく理解することから始まります。ここでは、そんな専門用語の中から“コンセンサスアルゴリズム”について解説しています。

 

 

 

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とは、consensus algorithm、直訳すると、コンセンサス(consensus)=「合意」+アルゴリズム(algorithm)「形成・方法」、つまり合意形成に必要なシステムおよび方法を指しています。

 

ビットコインをはじめとした、多くの仮想通貨基盤であるブロックチェーンにおける分散型台帳では、既存銀行のように管理者は存在しません。
そのため、分散型台帳システムでは、参加者全員が不正取引を監視しており、ネットワーク内での新規取引の正当性を合意しなければなりません。

また、ビットコインなど仮想通貨のトランザクション(取引データ)の記録は、複数のマイナーによるマイニングによって成り立っている通貨も多数あります。
マイニングが必要な仮想通貨においては、マイナーと呼ばれるトランザクションの正当性を検証し、合意したうえで記録することで成り立っており、マイナーたちは同一トランザクションの記録や計算処理をしているため、膨大な計算量であっても、結果はまったく同じになるはずです。

 

しかし、実際にはマイナーによっては多少の計算ミスがでたり、悪意を持ったマイナーによってデータが改ざんされるなどの予期せぬ事態が含まれています。
この様な理由から、必ずしもマイニングで全員の答えが一致するとは限りません。

そこで必要とされて誕生したのがコンセンサスアルゴリズムで、分散型ネットワークでの合意形成は中央集権型より難しいため、コンセンサスアルゴリズムを使い、合意形成を行う上でのルールを定め、これにのっとり、どのマイナーの検証結果が正しいかを判断し、合意・記録をしています。

 

 

コンセンサスアルゴリズムにはいくつかの種類がある

 

 

コンセンサスアルゴリズムにはさまざまな方法があり、ビットコインのケースを見てみると、PoW(Proof of Work:プルーフ・オブ・ワーク)と呼ばれるコンセンサスアルゴリズムが用いられています。
このPoWは、簡潔に言うと、誰が最も早く、正しい計算で処理をし、記録できたかを競い1番になったマイナーの答えを正しいと判断しています。
なお、合意形成処理、つまりマイニング結果が正しいと判断される=マイニング報酬が付与され、作業報酬として新規発行された仮想通貨を手に入れることができます。

このPoWは問題点も指摘されており、“誰が最も早く”という部分で、計算処理の速度が求められてしまいます。
つまり、必然的に計算速度を向上させるためのマシンパワーも向上させる必要があり、マシンパワーの強さがマイニングに大きく影響してしまうため、資金力に乏しい中小規模のマイナーにとって、手が出なくなる激しい競争となり、結果として一定の偏ったマイナーの影響を受けやすくなってしまっています。

 

コンセンサスアルゴリズムには、Powだけではなく、他にもいくつかの種類があります。

PoS(Proof of Stake:プルーフ・オブ・ステーク)
主にイーサリアムに投入されているコンセンサスアルゴリズムで、仮想通貨の保有量に応じて報酬獲得率が上がります。

PoWでは演算力の大きければマイナーになれますが、PoSは仮想通貨の保有量によってブロック生成者を決定し、マイニングではなく、フォージングと言います。

PoI(Proof of Importance:プルーフ・オブ・インポータンス)
ネムに投入されているコンセンサスアルゴリズムで、PoSに似た側面があり、該当通貨の保有量と、取引した回数と取引量に応じて報酬が得られる仕組みで、マイニングではなくハーベスト(収穫)と呼ばれています。

現時点ではネム意外にPoIを投入している仮想通貨はありません。

PoC(Proof of Consensus:プルーフ・オブ・コンセンサス)
他のコンセンサスアルゴリズムの場合、不特定多数のノード(ネットワーク参加者)がマイナーとしてブロックを生成していますが、PoCでは特定のノードに限定してブロック生成の権限を与えています。
そのため非中央集権ではないとみる市場関係者も多くいます。
この特定のノードには信用のおける企業など限られた者に限定されており、改ざんなどの心配はないといわれています。

DPoS(Delegated Proof of Stake:デリゲテッド・プルーフ・オブ・ステーク)
Liskなどに投入されているコンセンサスアルゴリズムで、権限の委任証明書と言う意味を持ちます。
トークンの保有者に対して、トークン保有量に応じた投票権を割り当て、投票によって取引承認者を委任しており、投票者=承認者を投票するユーザーと、承認者=ブロック生成するユーザーに別れています。

■PoB((Proof of Burn:プルーフ・オブ・バーン)
カウンターパーティー(CounterParty/通貨コード:XCP)に投入されており、コインを燃やす(バーン)事で新規発行コインを受けとります。

PoQPoWTPoAなど,その仮想通貨独自のコンセンサすアルゴリズムを投入しているケースもあり、それぞれで承認方法も異なります。

 

コンセンサスアルゴリムは、ブロックチェンを正しく動かすための根幹技術であり、強いては仮想通貨をスムーズに運営させるための重要な柱となっています。

仮想通貨を今よりもっと深く知るためには、該当する通貨のコンセンサスアルゴリズムに何を投入しているのかで、その通貨がどんな事に重点を置いて開発されているのかも見えてきます。



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