CryptoNight マイニングアルゴリズムとは何ですか? また、どのように機能しますか?

マイニングアルゴリズムを理解する
マイニング アルゴリズムは、ビットコインやその他のプロトコルなどのブロックチェーン ベースのネットワークのバックボーンです。
ブロックチェーン技術では、トランザクションの検証とネットワークのセキュリティのためにマイニング アルゴリズムが必要です。マイニング アルゴリズムは、マイナーのコンピューターに一連のルールに従って有効なブロックを生成するように指示します。
プルーフ・オブ・ワーク (PoW) は、ビットコインやその他の暗号通貨で使用されている、よく知られたコンセンサス アルゴリズムです。PoW では、マイナーは計算能力を使って、新しいブロックを生成する特定のハッシュ値を見つけるために競います。特定用途向け集積回路 (ASIC) は、このようなエネルギーを大量に消費するプロセスでマイナーが競争力を発揮するために必要な特殊なハードウェアですが、ASIC が登場する前は、小規模な CPU および GPU マイニング機器が家庭のユーザーによって使用されていました。
ASICマイニングは主にSHA-256ハッシュ関数を使用します。この関数は、アメリカ合衆国国家安全保障局（NSA）によって設計され、2001年にデータ整合性基準として発表されました。ビットコインは最大のセキュリティと整合性を確保するためにSHA-256を使用しており、アルゴリズムにわずかな変更があればマイニングハッシュ関数の出力が変わります。
産業規模のマイニングオペレーションに対応するために、多くのマイナーはマイニングプールに参加し、計算能力を結集してブロックを成功裏にマイニングする可能性を高めています。ブロック報酬は、各メンバーの貢献に基づいて比例的に分配されます。
マイニングアルゴリズムの選択は、暗号通貨プロジェクトにとって重要な決定であり、ブロックチェーンネットワークを作成し保護するために必要なルールと要件を決定します。参加者が新たに発行されたコインでどのように報酬を受け取るかを除いてです。他の人気のあるマイニングアルゴリズムの例としては、Ethereumブロックチェーンで使用されるEthashや、Moneroネットワークで使用されるCryptoNightがあります。
CryptoNightアルゴリズムとは？
CryptoNightは最も速いマイニングアルゴリズムの一つであり、CryptoNoteコンセンサスプロトコルの一部です。
CryptoNightは、CPUとGPUマイニングのためのPoWマイニングアルゴリズムであり、マイニングパワーの中央集権化を防ぐためにASIC耐性を設計しています。CryptoNightおよびKeccakハッシュ関数を含むハッシュ関数の組み合わせを使用して、ユーザーがより効率的にマイニングできるよう支援することを目指しています。
その暗号学的ハッシュ関数は、高度な暗号化標準（AES）周辺で機能し、極めて高いセキュリティのための軍事レベルのアルゴリズムであり、CryptoNightをセキュリティに非常に重点を置いたマイニングアルゴリズムにしています。モネロがそのブロックチェーンコンセンサスのハッシュアルゴリズムとしてこれを使用し始めて以来、CryptoNightのセキュリティアルゴリズムとしての評判は暗号の世界で強化されました。
CryptoNightアルゴリズムの創造は魅力的で、ビットコインの起源を思い起こさせます。その創造者—ニコラス・ヴァン・サバーゲンという仮名で知られる—は、著名なサトシ・ナカモトのように姿を消しました。
類似性から、多くの人々が2人の開発者は同一人物であると信じており、CryptoNoteのリリース日が不気味であることによって神秘性がさらに高まっています。2012年12月12日（12/12/2012）。CryptoNoteは、機密取引、非リンク可能な取引、リング署名を促進するセキュリティプロトコルおよびプライバシーツールでした。
CryptoNightマイニングアルゴリズムはどのように機能するのか？
CryptoNightはCryptoNoteコンセンサスプロトコルを使用してプライバシーを強化し、取引の参加者が誰で、誰が資金を受け取っているかを識別できないようにしています。
CryptoNightはGPUマイニングに優しいですが、その特性によりCPUマイニングに理想的です。最大速度のために64ビットの高速レバレッジをセットしており、CPUアーキテクチャは非常に効率的です。さらに、CPUキャッシュの重用が最高のパフォーマンスを保証します。
その作業プロセスは主に3つのステップで構成されています：
「スクラッチパッド」を作成する
ハッシュ関数の間に中間値の大きなメモリが保存されます。最初の入力データはKeccak-1600ハッシュ関数でハッシュ化され、結果として200バイトのランダムに生成されたデータが得られます。
暗号化変換
次に、このKeccak-1600ハッシュの最初の31バイトを取り、AES-256アルゴリズムの暗号化キーに変換します。これはAESファミリー内で最も高い値です。
最終ハッシュ化
CryptoNightは、前のステップでAES-256およびKeccak関数によって生成されたデータセット全体を取り、残りのハッシュ関数を通過させます。最終的に、CryptoNightプルーフ・オブ・ワークから最終的なハッシュが得られます。このハッシュは256ビットの拡張を持ち、合計64文字です。
なぜCryptoNightは重要なのか？
CryptoNightはCPUとGPUにブロックをマイニングする平等な機会を与え、ASICマイナーの使用を抑制するように設計されました。
CryptoNightは、強力なプライバシーを提供し、追跡不可能な取引、ASIC耐性機能、スケーラビリティの3つの重要な理由から重要です。ビットコイン（BTC）を含むほとんどの暗号通貨は、誰かの取引や残高がオープンソースのブロックチェーン上でパブリックアドレスを通じて簡単に追跡できるため、ほとんどプライベートではありません。
一方、CryptoNightはプライバシーを重視するユーザーがプライベートブロックチェーントレードを実行できるように設計されました。その創造者は、最大のセキュリティと匿名性を達成するために、リング署名とステルスアドレスという2つの重要なプライバシーツールをアルゴリズムに統合しました。これらはどちらもモネロチームによって開発されました。
ASICマイニングリグによる暗号通貨の中央集権化に対する懸念が高まる中で、CryptoNightの開発の背後にある重要な理由の一つでした。このプロジェクトの開発者は、ASICの支配に挑戦し、GPUとCPUがマイニングで競争優位を維持できるシステムを進めました。
スケーラビリティと高効率もCryptoNightの中核にあり、その計算は指数関数的に増加し、より速い取引を通じてより大きなスケーリングを保証します。
どの暗号通貨がCryptoNightマイニングアルゴリズムを使用していますか？
Bytecoinは、CryptoNoteプロトコルをブロックチェーンに適用した最初の暗号通貨ですが、モネロでの適用がプロジェクトの評判と知名度を高めるのに役立ちました。
多くの暗号通貨がCryptoNightアルゴリズムを統合しており、最初の例はCryptoNoteCoinで、CryptoNightプロジェクトへの明確な言及です。
Bytecoin
ASICの支配に抵抗することを最初にコミットしていたものの、プロジェクトの開発をサポートする最初のCryptoNightコインは、2018年にASICマイニングを統合することを発表しました。セキュリティと匿名性の問題を防ぐためにアルゴリズムを維持しながらです。
モネロ
モネロがもはやCryptoNightを使用していないにもかかわらず、ASICパワーに対抗する姿勢でその最大の支持者の一つでした。モネロは2014年にCryptoNightをプルーフ・オブ・ワークとして引き継ぎ、それ以来、このアルゴリズムをわずかに進化させ、既存のASICとの互換性を意図的に破るCryptoNight-Rを作成しました。
しかし、2017年にBitmainによって効率的なASIC対応のCryptoNightが開発され、2018年にはASICがモネロネットワークに再参加しました。2019年には、モネロはマイニングアルゴリズムをRandomXに変更し、CPUマイニングに焦点を当てました。
Electroneum (ETN)
ElectroneumはCryptoNightマイニングアルゴリズムを利用しており、モバイル版では注目すべき革新があり、ユーザーは従来の方法だけでなく、スマートフォンを利用してモバイルマイナーを通じて暗号通貨をマイニングできます。
CryptoNightアルゴリズムを実装している他のあまり知られていないプロジェクトには、Boolberry、Dashcoin、DigitalNote、DarkNetCoin、Pebblecoinが含まれます。しかし、これらのプロジェクトは2017年に悪意のある攻撃にさらされ、ネットワークのセキュリティとCryptoNightアルゴリズムの信頼性に関する懸念が高まりました。
CryptoNightアルゴリズムのさまざまなバリアントが作成されており、CryptoNight Heavyはハッシュアルゴリズムの一つのバージョンです。これはRyo Currency、Sumokoin、Lokiなどのさまざまな暗号通貨プロジェクトで実装されています。
しかし、CryptoNight Heavyは信頼のないピアツーピアネットワークに依存しているため、深刻な脆弱性を引き起こす可能性があります。ノードは新しいブロックのPoWをチェックし、すべてのハッシュを評価するのにかなりの時間を費やさなければならないため、分散型サービス拒否（DDoS）攻撃に対してより脆弱になる可能性があります。これは、偽のトラフィックでネットワークを圧倒するために調整されたボットネットターゲット活動です。
CryptoNightアルゴリズムの未来はどうなるのか？
2012年に発足して以来、CryptoNightアルゴリズムは、異なる暗号通貨プロジェクトに対応するために重要な変更やアップグレード、わずかな修正を受けてきました。最終的にモネロによって作成された究極のバージョン、CryptoNight-Rが導入されました。
CryptoNightはまだ有効なマイニングアルゴリズムなのか、それとも平等主義的なツールになるという使命に失敗したのか？すべての異なるバージョンには共通の目標がありました：ASIC耐性と暗号マイニングにおけるそのさらなる支配を防ぐことです。
多くの人はこれが起こらなかったと信じており、プロジェクトは元の立場を果たすことに失敗しました。モネロチームは、失敗はセキュリティ上の理由によるものだと述べています。CryptoNightハッシュは検証するのにかなり高価で時間がかかるため、以前にCryptoNightベースの暗号通貨に対して指摘されていたように、ノードに対するDoSリスクを表す可能性があります。
他の人々は、ASIC企業の力のさらなる拡大を防ぐために最善を尽くしたと考えています。それは、企業だけでなく、誰もがマイニングできる平等主義的なタイプのアルゴリズムとして誕生しました。
ASIC耐性機能がもはや実現できないため、ASICがこのアルゴリズムで成功裏にマイニングできるように適応できたにもかかわらず、今でもすべての人に開かれたマイニングツールとして機能しています。それでも、プライバシーと公正なマイニングを重視するユーザーにとって、将来の暗号通貨プロジェクトを開発するための良い出発点になり得ます。