九十九すいこんにちは、九十九すいです！今回は、PoWとPoSについてと、それらの違いについて紹介してもらうよ！
- PoW、PoSってなに？
- PoWとPoSは何が違うの？
- PoWとPoSはどんな仮想通貨に使われてるの？
しかしPoWとPoSはメリット・デメリットが異なります。
それは、PoSがPoWの課題解決を目的としたシステムだからです。
執筆者情報
- Webクリエイター& web3ブロガー
- 元Webインストラクター（企業 / 個人）
- NFTコミュニティ所属
この記事では、初心者の方でもわかるよう、PoWとPoSを理解するための事前知識もあわせて紹介します。
PoWとPoSの違いを知れば、ブロックチェーンの特徴がわかります。
そしてブロックチェーンの特徴を学ぶことで「なぜこの仮想通貨はこのブロックチェーンを使っているのか」がわかるようになり、将来性を予測しやすくなるはずです。
気になる仮想通貨がまだ見つかっていない場合は、事前準備として口座開設だけしておきましょう。
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PoWとPoSの違いを知って、今後の動きが気になるブロックチェーンに注目しましょう！
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PoWとPoSを説明する前に【事前知識】
PoWとPoSを説明する前に前提知識として、下記を説明します。
- ブロックチェーン
- コンセンサスアルゴリズム
- マイニング
全部知っていれば目次の「PoW（プルーフ・オブ・ワーク）とは」の項目を押して、先に進んでも問題ないです！
ブロックチェーンの仕組みを知ろう
ブロックチェーンの仕組みを、簡単に解説すると次の通りです。
- 取引の記録をブロック（データ）にする
- 時系列順に並べる
- 複数の場所に同じデータを保管する
- そのデータを全員で監視する
とーるくんブロックが一列に連なるところから、チェーンにたとえられ、ブロックチェーンとよばれてているようです。
ブロックチェーンは、分散型台帳技術の一種として扱われます。
分散型台帳技術とは、参加者がネットワーク上で同じ台帳（データ）を管理・共有することができる技術です。
これまで個人間で取引を行う場合は、特定の管理者（企業や組織など）が取引データを預かる、中央集権型のシステムが一般的でした。
しかし、ブロックチェーンは特定の管理者をおかず、参加するユーザー全員で相互監視をする、非中央集権型の仕組みをとっています。
ブロックチェーンの特徴をみてみましょう。
- データを分散させるので、改ざんが非常に難しい
- 中央集権ではないので、基本的にシステムダウンしない
- 銀行などと違い、取引する時間に制限がない
ブロックチェーンについて詳しく知りたい方はこちらの記事をどうぞ！
コンセンサスアルゴリズムはどんな技術？
コンセンサスアルゴリズムは、不特定多数のユーザーの間で正しく合意形成をするための仕組みです。
例えば、ブロックチェーンを利用するユーザーのなかには「改ざんしよう」と悪意をもった人が出てくるかも知れません。
そんな悪意をもった人を排除し、正しく合意（正しい取引）ができるような仕組みがなければ、仮想通貨を安全に取引することができません。
コンセンサスアルゴリズムは、正しくブロックチェーンが動作するように不正や改ざんを防止するためにある技術です。
九十九すいコンセンサスアルゴリズムという言葉は、コンセンサス（合意する）とアルゴリズム（計算方法）の2つから成り立っているよ。
マイニングは取引をチェックする
マイニングは、仮想通貨の取引に不正がないかをチェック・承認する作業の呼称です。
マイニングをおこなう個人や企業をマイナーと呼び、マイニングをすると、マイナーに報酬が付与される仕組みです。
しかし、報酬がもらえるのはただ一人、最も早く正確にマイニング作業をおわらせた人です。
すなわち、報酬を得られなかった計算に使用した電力や人件費などのコストが、すべて無駄になります。
九十九すい競わせることで計算時間や正確性が良くなるけど、それに対するコストがつりあってないんだね。
とーるくん厳しい世界です…
PoW(プルーフ・オブ・ワーク)とは
ここからPoW・PoSについて解説していきます！
PoW（Proof of Work）は、ビットコインやイーサリアムといった主要な仮想通貨で採用されているコンセンサスアルゴリズムのひとつです。
仮想通貨のシステムの一部であると考えると分かりやすいです。
PoWは、データの整合性や改ざんがないかをチェックするために、先程ご紹介したマイニングを活用しています。
PoW(プルーフ・オブ・ワーク)のメリット
- 取引の改ざんが難しい
- 注目度が高い仮想通貨で使われている
取引の改ざんが難しい
PoWのデータを改ざんするためには、マイニングを行っているマイナーたち（企業や個人）の処理能力を上回らなければいけません。
マイニング市場は競争が激しく、利益のために、高性能なパソコンを購入したり、多額の人件費を投じて人海戦術を行ったりなど、高いコストを費やしているマイナーが多くいます。
そんなツワモノばかりがいるマイナーの処理能力を上回った環境を用意して、データの改ざんをすることは、費用対効果が非常に悪いです。
つまりPoWは、取引の改ざんが難しいため、仮想通貨の取引をするユーザーにとって安心しできる仕組みなのです。
九十九すいハッキングを受けた仮想通貨は、価値が下がる可能性が高いよ。だからこそ、盗んだ労力に見合ってないといえるね。
注目度が高い仮想通貨で使われている
PoWはビットコインを筆頭に、イーサリアムや、日本初の仮想通貨モナコインなどで用いられています。
主要な仮想通貨は取引の数が多いため、マイニングをする人や仮想通貨を保有する人の数も比例して多いのが特徴です。
そのためPoWを採用している仮想通貨は、流通や取引が比較的安定しています。
九十九すいビットコインは、PoWだからこそ価値を得たと言っても過言ではないね！
PoW(プルーフ・オブ・ワーク)のデメリット
- 環境に優しくない
- 51%攻撃
環境に優しくない
マイニングは準備と運用に莫大な費用がかかります。
まず報酬を得るためにマシンは365日24時間ずっと稼働するので、長期間電力を消費することになるのです。
その消費量によるコストを考え、マイニングを行う個人や業者は、電気代の安い国を探してマイニングをおこなう環境を整えてます。
さらに、ビットコインやイーサリアムなど、PoWを用いた仮想通貨が活発になるほど、地球温暖化につながるのではないかという懸念もあります。
このように、マイニングによって膨大な電力が消費されるため、環境への負荷が問題になっています。
51%攻撃
PoWにおけるマイニングの問題として「51%攻撃」があります。
「51%攻撃」はマイニング市場において、特定の個人や団体が計算処理能力の51%以上を支配することで、不当な取引が承認され、本来正当な取引が拒否される状況です。
ブロックチェーンにおける取引の承認は、多数決方式です。
PoWは１つの取引を承認するにあたって、複数のコンピューターで判断します。
51％以上、つまり過半数の承認を得た場合は、たとえ不正な取引であっても承認されてしまいます。
ただし「51%攻撃」がおこったとしても、その利益は限定的です。
なぜなら、「51%攻撃」が起きることで取引の信頼性を失い、市場での価値がさがるからです。
実際に2020年7月10日の夜にビットコインゴールドが、同年8月29日の夜にイーサリアムクラシックが51%攻撃を受けたという報告もあがっています。
これらはすべて阻止に成功しているため、価値がさがることはありませんでした。
PoWを使っている仮想通貨
| コインの名前 | 価格 | 時価総額ランキング |
|---|---|---|
| ビットコイン（BTC） | 2,907,710円 | 1位 |
| イーサリアム（ETH） | 197,330円 | 2位 |
| ライトコイン（LTC） | 7,361円 | 21位 |
| イサーリアムクラシック（ETC） | 3,470円 | 23位 |
| ビットコインキャッシュ（BCH） | 16,115円 | 31位 |
ただし、イーサリアムだけは注意が必要です。
気になる仮想通貨がいつ値下がりするかわかりません。
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PoS(プルーフ・オブ・ステーク)とは
PoS（Proof of Stake）は、PoWとは異なるコンセンサスアルゴリズムです。
PoSはPoWの問題を克服するために考案されたものであるため、PoWの課題点を解決すると考えられています。
PoS(プルーフ・オブ・ステーク)のメリット
- PoWよりコストが圧倒的に低い
- 51%攻撃が起きにくい
PoWよりコストが圧倒的に低い
仮想通貨を多く、長く持っている人に、マイニング（チェック・承認する）権利が与えられる仕組みになっています。
すなわち、PoWのように処理能力を競ってデータの処理をする必要がなくなっています。
競争がなくなることで、計算能力の高いマシンや稼働しつづけるための膨大な電気がなくても問題ありません。
つまり、環境に優しいです。
51%攻撃が起きにくい
PoWでは、51%攻撃によって悪用されてしまうリスクが問題でした。
PoSは仮想通貨の所持量によってブロックチェーンのチェック・承認をおこなう権利が決まります。
つまり、PoSにおいて51%攻撃をおこなうには、市場にある仮想通貨のうち51%以上を所持していなければなりません。
九十九すいPoWで51％攻撃を行うためには、全体の51％以上の計算能力が必要でした。
現実的に考えて、市場にある51%以上の仮想通貨を所持することは非常に難しいです。
仮に、仮想通貨の51％を保有できたとしても、他の所有者はすぐに不正を察知して仮想通貨の価値はあっという間に下がるとされています。
そのため、PoWよりも51%攻撃が起きにくいと言えるのです。
PoS(プルーフ・オブ・ステーク)のデメリット
- 報酬が不公平に分配されやすい
- 発展しにくい
報酬が不公平に分配されやすい
取引のチェック・承認の権利は、どのくらい仮想通貨をもっているかで決まります。
つまり、仮想通貨を多く長く持っている人が恩恵を受ける可能性が高いことになります。
資金量が直接的に得られる報酬につながるので、不平等だという意見があります。
九十九すい100枚あった仮想通貨が、報酬のおかげで110枚になったよ！
とーるくんぼくは、１枚しか仮想通貨がないので、1枚ももらえてないです…
発展しにくい
PoSでは、長期間多くの仮想通貨をもっていた方が有利なので、短期間で売ろうと考える人が少なくなる傾向にあります。
いくら購入したい人がいても、売る人が少なければ仮想通貨が市場に出回らなくなり、流動性があがらなくなります。
仮想通貨が動かないということは利用者も少なくなり、その仮想通貨の実用性が高まらないといえます。
以上の理由から、PoSは発展しにくいコンセンサスアルゴリズムだとされています。
PoSを使っている仮想通貨
| コインの名前 | 価格 | 時価総額ランキング |
|---|---|---|
| カルダノ エイダコイン/Cardano（ADA） | 63.88円 | 8位 |
| ソラナ（SOL） | 5286.25円 | 9位 |
| コスモス（ATOM） | 1254円 | 29位 |
| Algorand（ALGO） | 42.31円 | 32位 |
PoWとPoSの違いまとめ
| PoW | PoS | |
|---|---|---|
| 仕組み | 一番最初に計算処理した人に報酬を与える | コインをより多く、長く持っている人に報酬を与える |
| メリット | ・取引の改ざんが難しい ・主要な仮想通貨で使われている | ・コストが低い ・51%攻撃が起きにくい |
| デメリット | ・個人でのマイニングは厳しい ・51%攻撃というリスク | ・報酬が偏りやすい ・流動性が低くなりやすい |
【結論】PoW、PoSは仕組みが違う！
今回はPoWとPoSについて紹介させていただきました。
- PoWもPoSも、安全に取引をするためのブロックチェーン技術の仕組み
- PoWのデメリットを課題点を解決するために生み出されたのが、PoS
- 【PoW：ビットコイン、イーサリアム】【PoS：ソラナ、コスモスなど】の仮想通貨が採用
「PoSはPoWの課題解決を目的としたコンセンサスアルゴリズム」と聞くと、PoSのほうがいいと感じます。
しかし、必ずしもPoSはPoWよりも優れているといえないです。
どんな技術にも、批判の声がありますし、システムの脆弱性というものが存在します。
九十九すいつまり、絶対に安全なシステムはない。ってことだね！プログラマーはセキュリティに穴があれば、塞ぐ。悪い人は、塞がれたら、別のセキュリティの穴を探すってことだよ！
とーるくんセキュリティ界隈は、イタチごっこなんですね。
環境負荷の面からPoWとPoSを比べると、PoSの方が圧倒的に環境に優しいのが事実です。
PoWでは、使用される電力消費量について問題になることが多々あります。
現在、世界的にSDGｓに取り組むことが求められているため、環境に優しい技術を取り入れることが推奨されています。
また主要仮想通貨のイーサリアムが移行をしようとしていることも、仮想通貨としては大きな転換期です。
これから仮想通貨をはじめるなら、PoSが採用されているものから選ぶことも基準の1つかもしれないですね。
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九十九すいそれでは、ありがとうございました！
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