再開する
Proof of Stake は一般的なコンセンサスメカニズムであり、Proof of Work の代替手段です。バリデーターは、コンピューティング能力を使用してトランザクションを検証するのではなく、資金を賭ける必要があります。これにより、必要なエネルギー消費が大幅に削減されます。 Proof of Stake により、分散化、セキュリティ、スケーラビリティも向上します。
ただし、暗号通貨にアクセスできない新規ユーザーにとって、プルーフ オブ ステークはアクセスしにくい可能性があります。 51% 攻撃も、ローキャップのブロックチェーンを使用すると簡単に達成できます。 Proof of Stake は非常に汎用性が高いため、さまざまなブロックチェーンやユースケースに合わせて幅広いバリエーションがあります。
導入
Proof of Stake は、今日のブロックチェーン ネットワークで最も人気のある選択肢です。ただし、バリエーションが多すぎるため、その基本概念を理解するのが難しい場合があります。現在では、そのオリジナルの形で出会うことはほとんどありません。ただし、あらゆる種類のプルーフ オブ ステークは同じ基本概念を共有しています。これらの類似点を理解することは、使用するブロックチェーンとその仕組みについてより適切な選択をするのに役立ちます。
プルーフ・オブ・ステークとはどういう意味ですか?
Proof of Stake コンセンサス アルゴリズムは、2011 年に Bitcointalk フォーラムで導入されました。これは、Proof of Work の問題の解決策として提案されました。どちらもブロックチェーンのコンセンサスを達成するという同じ目標を共有していますが、そのプロセスはまったく異なります。計算集約的な証明を提供する必要はなく、参加者は資金を賭けていることを証明するだけで済みます。
プルーフ・オブ・ステークはどのように機能しますか?
Proof of Stake アルゴリズムは、擬似ランダム選出プロセスを使用してノードのグループからバリデータを選択します。このシステムは、ステーキング期間、ランダム化要素、ノードの富などの要素の組み合わせを使用します。
Proof of Stake システムでは、ブロックはマイニングされるのではなく「鍛造」されます。ただし、「採掘された」という用語は今でも使用されているのを聞くことがあります。ほとんどの Proof of Stake 暗号通貨は、ノードがトランザクションを即座に検証できるようにするために、「事前に偽造された」コインの供給とともに開始されます。
ブロックを偽造したいユーザーは、ネットワーク内に一定量のコインをロックする必要があります。これはステーキングと呼ばれます。ステークのサイズによって、ノードが次のブロックを作成するためのバリデーターとして選択される可能性が決まります。ステークが大きいほど、その可能性も高くなります。ネットワーク内で最もリッチなノードが過度に優先されることを避けるために、独自のメソッドが選択プロセスに追加されます。最も一般的に使用される 2 つの方法は、ランダム ブロック選択とステーキング エイジです。
ブロックのランダムな選択
ランダム ブロック選択方法では、最小のハッシュ値と最大のステークを持つノードを探すことによってバリデーターが選択されます。ステークサイズは公開されているため、通常、他のノードは次のバリデーターを予測できます。
ファンドの年齢
ファンドエイジメソッドでは、コインがステーキングされている期間に基づいてノードを選択します。ファンドの存続期間は、ファンドのステーキング日数とステーキング数量を乗算して計算されます。
ノードがブロックを偽造すると、その資金の年齢はゼロにリセットされ、別のブロックを偽造できるようになるまで一定時間待機する必要があります。この措置により、最大のノードがブロックチェーンを制御することができなくなります。
トランザクションの検証
Proof of Stake を使用する各暗号通貨には、ネットワークとそのユーザーにとって理想的であると考える独自のルール セットがあります。
次のブロックを作成するためにノードが選択されると、ブロック内のトランザクションが有効かどうかがチェックされます。次に、ブロックに署名し、ブロックチェーンに追加します。ノードはブロックのトランザクション手数料を受け取り、一部のブロックチェーンでは報酬として新しいコインを受け取ります。
ノードがブロックの生成を望まなくなった場合、そのステークと報酬は一定期間後にのみロックが解除されます。この措置により、ノードが不正なブロックを追加していないことを確認する時間がネットワークに与えられます。
どのブロックチェーンがプルーフ・オブ・ステークを使用していますか?
ほとんどのポストイーサリアムブロックチェーンは、プルーフオブステークコンセンサスメカニズムを使用しています。通常、このメカニズムはネットワークのニーズを満たすように調整されます。これらのバリエーションについては、この記事の後半で説明します。イーサリアム自体は現在、イーサリアム 2.0 によるプルーフ オブ ステークに移行中です。
Proof of Stake またはその何らかの形式を使用するブロックチェーン ネットワークには次のものがあります。
1. BNBチェーン
2. BNBスマートチェーン
3. ソラナ
4. 雪崩
5.水玉模様
プルーフ・オブ・ステークの利点
Proof of Stake には、Proof of Work に比べて明らかな利点が数多くあります。このため、新しいブロックチェーンではほぼ常に Proof of Stake が使用されます。その利点は次のとおりです。
適応性
ユーザーのニーズとブロックチェーンが変化するにつれて、プルーフ・オブ・ステークも変化する可能性があります。利用可能な多数の適応がこれを裏付けています。このメカニズムは多用途であり、ほとんどのブロックチェーンのユースケースに簡単に適応できます。
分散化
より手頃な価格になるため、より多くのユーザーがノードを実行することが推奨されます。このインセンティブとランダム化プロセスにより、ネットワークがより分散化されます。ステーキングプールはありますが、Proof of Stake に基づいて個人がブロックの構築に成功する可能性ははるかに高くなります。全体的に、これによりステーキングプールの必要性が減ります。
エネルギー効率
Proof of Stake は、Proof of Work と比較して驚くほどエネルギー効率が高くなります。参加コストは、計算問題を解くための計算コストではなく、コインをステーキングする経済コストによって決まります。このメカニズムにより、コンセンサスメカニズムの実行に必要なエネルギーが大幅に削減されます。
スケーラビリティ
Proof of Stake はコンセンサスを生成するために物理マシンに依存しないため、よりスケーラブルです。大規模なマイニングファームを所有したり、大量のエネルギーを消費したりする必要はありません。ネットワークにバリデータを追加すると、コストが安くなり、簡単になり、アクセスしやすくなります。
安全
ステーキングは、バリデーターが不正な取引を処理しないようにするための金銭的インセンティブとして機能します。ネットワークが不正なトランザクションを検出した場合、ノードはそのステーク全体を失い、将来的にコンセンサスに参加する能力も失います。賭け金が報酬よりも高い限り、不正なバリデーターは得るものよりも失うものが多くなります。
ネットワークを制御して不正なトランザクションを承認できるようにするには、ノードがネットワークの過半数の株式を持っている必要があります。これは 51% 攻撃と呼ばれます。ネットワークを制御するには暗号通貨の供給量の 51% を制御する必要があるため、暗号通貨の価値によっては非常にコストがかかる可能性があります。
ただし、これは以下で説明する欠点になる可能性もあります。
プルーフ・オブ・ステークのデメリット
Proof of Stake には Proof of Work に比べて多くの利点がありますが、それでもいくつかの欠点があります。
フォーク
古典的なプルーフ オブ ステーク メカニズムを使用すると、フォークの両側でのマイニングを阻害するものはありません。 Proof of Work では、両側でのマイニングによりエネルギーが無駄になります。 Proof of Stake を使用すると、コストがはるかに低くなり、フォークの結果として得られる両方のバージョンに「賭ける」ことができます。
アクセシビリティ
ステーキングを開始するには、ブロックチェーンのネイティブ通貨のコインが必要です。これを行うには、取引所または別の方法でトークンを購入する必要があります。必要な金額によっては、ステーキングを開始するために多額の投資が必要になる場合があります。
Proof of Work を使用すると、マイニング機器を安価に購入したり、レンタルしたりすることもできます。これにより、プールに参加して、検証と収益の創出をすぐに開始できます。
51%の攻撃
Proof of Work も 51% 攻撃を受けやすいですが、Proof of Stake を使用すると実装がはるかに簡単になります。トークンの価格が暴落したり、ブロックチェーンの資本化が低い場合、理論的にはトークンの 50% 以上を購入してネットワークを制御する方が安くなる可能性があります。
プルーフ・オブ・ワークとプルーフ・オブ・ステークの比較
2 つのコンセンサス メカニズムを比較すると、根本的な違いがいくつかあります。
ただし、ブロックチェーンにはさまざまな Proof of Stake メカニズムがあります。多くの違いは、使用される正確なメカニズムによって異なります。
Proof of Stake に依存するその他のコンセンサスメカニズム
プルーフ・オブ・ステークは非常に適応性があります。開発者は、ブロックチェーンの特定の使用例に応じてメカニズムを変更できます。最も一般的に遭遇するものをいくつか紹介します。
委任されたプルーフ・オブ・ステーク (DPoS) とは何ですか?
委任されたプルーフ・オブ・ステークを使用すると、ユーザーはバリデーターにならずにコインをステーキングできます。この場合、ブロック報酬を共有するバリデーターの責任下に置かれます。バリデーターの背後に賭けられる資金が多いほど、バリデーターが選択される可能性が高くなります。バリデータは通常、インセンティブとして代理人と共有する金額を変更できます。バリデーターの評判も代表者にとって重要な要素です。
指定プルーフ・オブ・ステーク (NPOS)
指定プルーフ オブ ステークは、Polkadot によって開発されたコンセンサス モデルです。これは Delegated Proof of Stake と多くの類似点がありますが、1 つの重要な違いがあります。委任者が悪意のあるバリデーターの背後にステーキングした場合、そのステークも失う可能性があります。
委任者は、背後に賭けるバリデーターを最大 16 人選択できます。ネットワークはまた、選択されたバリデーターの背後に参加者を分散させます。ポルカドットはまた、ゲーム理論と選挙理論からのいくつかのアプローチを使用して、誰が新しいブロックを形成するかを決定します。
権限とステークの証明 (PoSA)
BNB スマート チェーンは、Proof of Authority と Stake を使用してネットワークのコンセンサスを生成します。このコンセンサスメカニズムは、Proof of Authority と Proof of Stake を組み合わせたもので、バリデーターが順番にブロックを鍛造することを可能にし、ステーキングする BNB の量または背後で委任されている BNB の量に基づいて選択される 21 人のアクティブなバリデーターのグループが参加する資格があります。このセットは毎日決定され、BNB チェーンはこの選択を記録します。
結論
ネットワークにトランザクション ブロックを追加する方法は、ビットコイン以降大きく変わりました。暗号通貨のコンセンサスを生成するためにコンピューティング能力に依存する必要はもうありません。プルーフ・オブ・ステーク システムには多くの利点があり、これが機能することが経験によって証明されています。時間が経つにつれ、ビットコインは間もなく数少ない Proof of Work ネットワークの 1 つになるようです。今のところ、Proof of Stake は存続するようです。
