委任型プルーフ・オブ・ステーク（DPoS）とは？

要点委任型プルーフ・オブ・ステーク（DPoS）は、トークン保有者が少数のデリゲートに投票し、そのデリゲートが取引の検証と新しいブロックの生成を担当する、ブロックチェーンのコンセンサスメカニズムです。
DPoSは2014年にDaniel Larimerによって作られました。初期の実装にはBitShares、Steem、Liskなどがあります。より最近のDPoS型ネットワークには、TRON（27のSuper Representatives）やEOS（21のブロックプロデューサー）があります。
DPoSの最大の利点は高い性能です。少数で、事前に把握できるバリデータ・セットにより、PoWや標準的なPoSと比べて高速なブロックタイム（多くの場合3秒未満）と高いトランザクション処理能力（スループット）を達成できます。
主なトレードオフは集中化です。権力は少数の選出デリゲートに集中し、投票者の無関心が時間とともに既存のバリデータを固定化してしまう可能性があります。
DPoSは、Polkadotで使われる指名型プルーフ・オブ・ステーク（Nominated Proof of Stake）や、Cardanoで使われるOuroboros PoSのような関連があるものの異なる仕組みと区別されるべきです。これらはステークの委任を取り入れていますが、セキュリティモデルが異なります。
はじめに委任型プルーフ・オブ・ステーク（DPoS）は、一部のブロックチェーンネットワークで使われているコンセンサスメカニズムです。プルーフ・オブ・ワークのマイニングに伴うエネルギーの強度なしに、台帳（レジャー）の状態について合意に到達するために用いられます。DPoSは基本的なPoSモデルを拡張し、代表者による投票レイヤーを導入します。つまり、すべてのトークン保有者がバリデータとして選ばれる可能性があるのではなく、利害関係者は自分に代わってブロック生成を担当する、より少数の選出デリゲートに投票するのです。
DPoSを理解するには、まずそれに先行した2つのコンセンサスメカニズムと、それぞれが抱えるトレードオフを把握すると役に立ちます。
プルーフ・オブ・ワーク（PoW）プルーフ・オブ・ワーク（PoW）は、最初にビットコインで実装された元祖のブロックチェーン・コンセンサスアルゴリズムです。PoWシステムでは、マイナーが計算負荷の高い暗号パズルを解くために競い合います。最初に有効な解を見つけたマイナーは、次のブロックをチェーンに追加する権利を得て、取引手数料とともにブロック報酬を受け取ります。
この競争により、強力なセキュリティ保証が得られます。攻撃者がチェーンを書き換えるには、不正を働く側が正直なマイナーの合計計算能力を上回る必要があります。しかしPoWは、エネルギーや専用ハードウェア（ASICs）に対して継続的な支出が必要です。また、取引を処理する速度が比較的遅く、ビットコインでは平均で約10分ごとに1ブロックです。こうした制約が、代替のコンセンサスアプローチの開発につながりました。
プルーフ・オブ・ステーク（PoS）プルーフ・オブ・ステーク（PoS）は、エネルギー集約的なマイニング工程を、経済的なステーク要件に置き換えます。バリデータは、ネットワークのネイティブ暗号資産を担保として一定量ロックします。その後、プロトコルは新しいブロックを提案・承認（attest）するバリデータを選びます。通常これはステークの規模に応じて重み付けされます。成功する不正攻撃には、攻撃者が総コイン供給量の大きな割合を獲得し、ステークする必要があり、大規模ネットワークでは非常に高コストで実現が困難です。
PoSはPoWよりも大幅にエネルギー効率が高く、一般にトランザクションのファイナリティもより速くなります。2022年9月にイーサリアムがPoSへ移行したことで、PoSは大規模で高価値なネットワークにおける実行可能な代替として注目を集めました。標準的なPoSは、1秒あたりの取引数（TPS）の点で比較的遅い場合があり、これはDPoSが解決するために設計された問題の1つです。
委任型プルーフ・オブ・ステーク（DPoS）の仕組みDPoSは2014年にDaniel Larimerによって開発されました。ブロック生成に関して、すべてのステーカーが潜在的に適格になるのではなく、DPoSでは投票システムによって固定された少数のデリゲート（ネットワークによりwitness、ブロックプロデューサー、またはSuper Representativeとも呼ばれます）を選出します。選出されたデリゲートは、ランダムに競うのでも、くじ（ロト）によって抽選されるのでもなく、スケジュールされたラウンドロビン形式で順番にブロックを生成します。
各トークン保有者の投票権は、保有するトークン数に比例します。デリゲートは通常、自分を支持した投票者にブロック報酬の一部を分けるため、保有者が選挙に参加するインセンティブになります。アクティブなバリデータ・セットが小さく事前に分かっているため、DPoSネットワークは高速なブロックタイム（多くの場合3秒を大きく下回る）と、PoWや標準的なPoSと比べた高いブロックチェーンのスケーラビリティを実現できます。
説明責任はシステムに組み込まれています。デリゲートがパフォーマンスを落としたり、不正を働いたり、頻繁にオフラインになったりした場合、トークン保有者はそのデリゲートに投票し直して入れ替えることができます。これにより、デリゲートが正直に振る舞い、高い稼働率を維持するための評判（レピュテーション）的なインセンティブが生まれます。
代表的なDPoSネットワーク初期のDPoS実装には、BitShares（最初に動作したDPoSチェーン）、Steem（ソーシャルメディアプラットフォーム）、Lisk、Arkが含まれます。TRONは27の選出Super Representativesによるバリエーションを使用し、EOSは21のアクティブなブロックプロデューサーを使用します。2023年にローンチされた新しい高性能スマートコントラクトネットワークであるSuiは、非常に高いスループットを狙った並列実行アーキテクチャと組み合わせた、DPoS型のバリデータ選定メカニズムを使用しています。
DPoSの長所と短所利点DPoSの最大の利点は性能です。アクティブなバリデータ・セットを少数の、予測可能なグループに制限することで、ネットワークはブロックを素早くファイナライズし、PoWや多くのPoS実装よりもはるかに多くのトランザクションを1秒あたりに処理できます。そのため、ソーシャルメディア、ゲーム、高頻度の分散型取引所など、高いスループットを必要とするアプリケーションにDPoSは適しています。また、競争的なマイニングがないため、DPoSはPoSと同様に非常にエネルギー効率が高いです。
ガバナンス構造も利点と見なすことができます。トークン保有者には、ネットワークを検証する相手に影響を与える直接的な仕組みがあり、ハードフォークを要求せずに、パフォーマンスの低いデリゲートを削除できます。
欠点DPoSに対する主な批判は集中化です。多くのネットワークでアクティブなバリデータが21〜101に限られるため、権力が比較的少数のグループに集中します。これにより、上位デリゲート間の共謀（コラージョン）のリスクが生まれ、数千人のマイナーが参加するPoWブロックチェーンよりも、協調攻撃に対してネットワークが脆弱になり得ます。実際には、投票者の無関心が課題として記録されています。多くのトークン保有者が選挙に積極的に参加していないため、よく知られたバリデータが固定化され、説明責任メカニズムの有効性が下がってしまう可能性があります。
一部の批評家は、多くのDPoSシステムにおける不正行為へのペナルティは、スラッシング型PoSシステムのようにステーク資本の破壊を伴うのではなく、主に評判（投票の喪失や報酬の喪失）に関するものだからだと言います。そのため、安全性（セキュリティ）のインセンティブが弱い可能性があると指摘されています。
DPoS と関連メカニズムクラシックなDPoS（EOSやTRONで使われているもの）と、似てはいるものの異なるメカニズムを区別する価値があります。Polkadotは指名型プルーフ・オブ・ステーク（NPoS）を採用しており、この仕組みでは指名者が自分のステークでバリデータを支え、アルゴリズムが分散化を最大化するためにアクティブなセットを選びます。CardanoはOuroborosを使用します。これはPoSプロトコルで、ユーザーはステークプールに委任し、プールリーダーはステークに基づいて確率的に選ばれます。どちらも委任を含みますが、Larimer-styleのDPoSとは選挙の仕組みとセキュリティモデルが異なります。
FAQDPoSにおけるデリゲート（delegate）とは何ですか？DPoSシステムでは、デリゲート（witness、ブロックプロデューサー、またはネットワークによってはSuper Representativeとも呼ばれる）は、トークン保有者によって選出される存在で、より広いコミュニティに代わって取引を検証し、新しいブロックを生成します。デリゲートは予定された順序に従ってブロック生成の順番を回し、通常は選挙を支持した投票者に対してブロック報酬の一部を分け合います。
DPoSにおける投票はどのように機能しますか？トークン保有者はステークしたトークンを投票権（voting power）として使い、通常は1トークンにつき1票を表します。1人または複数の候補デリゲートに投票でき、累積投票数が最も多い候補がアクティブなバリデータ・セットになります。アクティブなデリゲートの数はネットワークごとに固定です（例：EOSは21、TRONは27）。選挙は継続的で、トークン保有者はいつでも投票を変更でき、デリゲートは票数が競合より下がった場合に交代させられます。
DPoSはPoSより分散化されていますか？クラシックDPoSは一般に、標準的なプルーフ・オブ・ステークよりも集中化していると考えられます。理由は、ブロック生成が非常に少数の選出デリゲート（通常21〜101）に集中しているからです。一方でPoSネットワークでは、数百〜数千のバリデータが参加することがあります。このトレードオフは意図的です。少ないバリデータ・セットにより、より速いコンセンサスと高いスループットが可能になるためです。この集中化が許容できるかどうかは、ネットワークの設計目標やユースケース次第です。
どのブロックチェーンがDPoSを使っていますか？クラシックなDPoS型ネットワークには、BitShares（オリジナル）、EOS（21のブロックプロデューサー）、TRON（27のSuper Representatives）、Lisk（101のデリゲート）、Steem、Hive、Arkなどがあります。Suiのような新しいネットワークでは、他のパフォーマンス最適化と組み合わせたDPoSに着想を得た仕組みが使われています。また、PolkadotやCardanoのようないくつかのネットワークは、ステークの委任要素を取り入れていますが、Larimer-styleのDPoSとは異なる独自のコンセンサス・プロトコルを採用しています。
DPoSとPoSの違いは何ですか？標準的なプルーフ・オブ・ステーク（PoS）では、バリデータは通常、自身のステークに基づいて確率的に選ばれ、アクティブなバリデータ・セットはかなり大きくなり得ます。DPoSでは、トークン保有者が投票して、固定された小さなデリゲート群を選出し、そのデリゲートがブロック生成をすべて担当します。DPoSは、ある程度の分散化を取引のスループットの大幅な向上と、より速いブロックタイムと引き換えにします。さらに、スラッシング（制裁）メカニズムを持つPoSシステムは、多くのDPoS実装よりも、不正行為に対する経済的ペナルティが強い傾向があります。
まとめの所感委任型プルーフ・オブ・ステーク（DPoS）は、ステークベース・コンセンサスのエネルギー効率を保ちながら、高いトランザクションスループットと高速なファイナリティを実現する方法として開発されました。少数の選出デリゲートにブロック生成を集中させ、継続的な投票メカニズムによってトークン保有者に対して説明責任を持たせることで実現します。トレードオフとして、大規模なバリデータ・セットに比べて分散化の度合いは高くありません。DPoSはブロックチェーン設計における活発な分野であり、新しいネットワークでは、その中核となる考え方を他のパフォーマンスやセキュリティの革新と組み合わせて適用しています。
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