POS(プルーフ・オブ・ステーク)ってなに?仕組み・メリット/デメリットをかんたん解説。

マルコ
こんにちは、マルコです。今回は、仮想通貨を勉強する上で避けて通れない単語、「POS(プルーフ・オブ・ステーク」について説明します。

コンセンサス・アルゴリズムとは?

POS(プルーフ・オブ・ステーク)は、「コンセンサス・アルゴリズム」のひとつの形です。

コンセンサス・アルゴリズムという言葉だけきくと、なにがなんだかわからない方がほとんどですよね٩( ᐛ )و

コンセンサス・アルゴリズムは、日本語に訳すと

合意(コンセンサス)」+「手順(アルゴリズム)
つまり、合意を得るための手順という意味です。

なぜ合意を得る必要があるのか

「合意を得るための手順」と言われても、こう思う方もいると思います。

マルコ
そもそも合意ってなに?なんで合意を得なきゃいけないの?

その答えは、ブロックチェーンそのもののシステムと大きく関わっています。

ブロックチェーンは、「中央の管理者」がいない、非中央集権的なシステムです。これをP2Pシステムとも言います。これはブロックチェーンの一番大きな特徴で、聞いたことがある方も多いと思います。

例えばいまは、銀行という「管理者」が、「AさんがBさんに〇〇円送金した」というトランザクション(取引)を承認したり、不正な取引があれば無効にしたりすることで、システムの管理をしています。

しかし、ブロックチェーンでは、この中央の管理者がいないので、みんなでトランザクションを管理する必要があります。

つまり、それぞれのトランザクションを「承認」するのか、もしくは「不正な取引として無効にする」のかをみんなで決めないといけないということですね。

そして、これを誰が決めるのか、つまりその決定の「責任者」を振り分ける方式を「コンセンサス・アルゴリズム」というんです。


POS(プルーフ・オブ・ステーク)とは?

POS(プルーフ・オブ・ステーク)とはこの「コンセンサス・アルゴリズム」の一つの形です。

POSのStake(ステーク)は、日本語で「賭け金」とか、「お金」という意味です。

つまり、POSでは、「お金の量」に基づいて責任者の振り分けを行うのです。

その仮想通貨を多く持っていればいるほど、トランザクションを承認するか無効にするかの発言権が強くなるということです。

多く持っている人たちが、新しいブロックを作成するときの「責任者」になることができるんですね。

ビットコインの POW(プルーフ・オブ・ワーク)に比べると、かなり分かりやすい仕組みだと思います。

POSのメリット

前提として、POSはPOWの問題点を補うものとして考えられたコンセンサス・アルゴリズムです。

つまり、POSのメリットは、POWが持つ問題点を解決することができます。

POWの持つ問題点についてはこちらでより詳しく解説しているので、よければそちらもあわせてご覧ください( ・∇・)

POW(プルーフ・オブ・ワーク)ってなに?仕組みをかんたん解説。

2018.02.11

電力消費が少ない

POWはそれぞれのノードが計算を行ってナンスを求め、報酬を得る仕組みです。

しかし、この計算はとても難しく、かなりの電力を消費してしまいます。

イギリスで電力の比較を行なっているPower Compareによると、ビットコインのマイニングで消費されている電力は、世界中で必要とされる電力の0.13%だそうです。

さらに、もしビットコインのマイナーたちが一つの国を作ったとしたら、その国の消費電力は世界で61番目に高い国になるという結果も出ています。

ただでさえ電力不足が叫ばれる現代社会で、これはエコじゃないですよね。

また、電気代が高くなってしまうことから個人がビットコインのマイニングで稼ぎを得ることはなかなか難しくなっています。

中国を中心に海外のマイナーがすでにお金をかけて、マイニング事業を行なっているからです。

一方、POSでは基本的に保有する「通貨の量」によってブロックの作成権が与えられ、報酬を得ることができます。

つまり、POWのように電力を大量に消費して計算を行う必要はありません。

厳密にいうと、POSでも完全に保有通貨量で決まるわけではなく、ある程度計算を行う必要はあるのですが、POWに比べると微々たるものです。

また、計算を多く必要としないので、ブロックの作成時間が短縮できるのでは、という期待もあります。

「51%攻撃」問題の解決

POWでは、過半数のノードを特定の集団が握ってしまうと、不正なブロックが作られブロックチェーンにダメージが与えられてしまいます。これは「51%攻撃」問題と呼ばれます。

しかし、POSではノードの過半数を握るためには、通貨の51%以上を保有する必要があります。

これをするためには、とんでもないコストがかかってしまいますよね。

また、仮に通貨の51%を保有することができたとしても、POSではブロックチェーンに攻撃を与えるメリットがあまりありません。

なぜなら、もし51%以上の通貨を保有しているのであれば、保有し続けて報酬をもらい続けた方がずっと利益が大きいですし、ブロックチェーンに攻撃を行なってその通貨の信用がなくなってしまえば自分の資産も減ってしまうことになるからです。

つまり、POSでは「51%攻撃」を行うインセンティブがないので、理論上は「51%攻撃」はあり得ないということになります。


POSのデメリット

通貨の流動性が失われる

POSでは、「通貨の保有量」に基づいて報酬が配分されるということをこれまで説明してきました。

しかし、これには問題点もいくつかあります。

1つの問題は、その通貨の流動性がなくなってしまうということです。

POSでは、通貨を保有していれば、基本的に報酬をもらい続けることができます。また、保有している通貨が多ければ多いほど、それに比例して報酬の額も大きくなっていきます。

こうなれば、大口保有者ほど、通貨を売るインセンティブがなくなってしまい、通貨を長く持ち続けるようになってしまいますよね。

つまり、市場に出まわる通貨の量が少なくなってしまい、通貨の流動性が損なわれていってしまうのです。

またこれに関連して、大口保有者がさらなる報酬を得るために通貨を買いまししてしまうため、「富の集中」がすすんでしまうというデメリットもあります。

Nothing at Stake問題

POWでは、ブロックの作成権を得るために、大量の電力を消費して、難しい計算(=マイニング)を行う必要がありますよね。

しかし一方で、POSでは通貨を多く保有しているだけでブロックを作成することができます。

つまり理論上は、POSはPOWよりも少ないコストで不正なブロックを作ることができるのです。これは「Nothing at Stake(掛け金なし)」問題と呼ばれます。

しかしこれに対して、『通貨を保有していれば報酬が得られるのに、わざわざ自分の通貨をわざわざ攻撃するような人がいるのか』という反論はあります。

おわりに

POSは、ビットコインのPOWに対抗する仕組みとして非常に大事です。POW VS POS論争はいまだに繰り広げられており、決着ははっきりと着いていません。

しかし、イーサリアムがPOWからPOS/POWハイブリッド型への移行を予定していることもあり、これからもPOSに対する注目は高まっていくと思います。

それぞれのコンセンサス・アルゴリズムの特徴を理解することでブロックチェーンの更なる理解に役立ちますし、特定の通貨に投資する上でも大事なので、これからも注目してみてください( ・∇・)。

(参考記事: https://thenextweb.com/hardfork/2017/11/23/bitcoin-mining-electricity-africa/)

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マルコ

アメリカ在住の大学生。 2016年の夏から仮想通貨投資をしています。学生から投資をすることの大切さを実感し、投資をしたことがない人でもわかるようなブログを目指しています。海外記事の翻訳もやるので気軽にご連絡ください。
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