マイニングプールの仕組みを解説

要点マイニングプールは、個々のマイナーが計算能力を統合し、ブロック報酬を比例配分することで、ソロマイニングよりも一貫した収益を得られるようにします。
一般的な支払い方式には、Pay-Per-Share（PPS）、Full Pay-Per-Share（FPPS）、Pay-Per-Last-N-Shares（PPLNS）があります。それぞれ、収入の安定性とプール手数料の間に異なるトレードオフがあります。
次世代のマイニングプロトコルであるStratum V2は、プール運営者に頼らずに個々のマイナーが自分でブロックテンプレートを選べるようにすることで、分散化の改善を目指しています。
はじめに暗号通貨のマイニングは、プルーフ・オブ・ワーク型ブロックチェーンのセキュリティに不可欠です。一定の特性を持つハッシュを計算することで、参加者は中央の権威を必要とせずにブロックチェーンネットワークを安全に保つことに貢献します。
ビットコインが2009年に最初に公開されたときは、普通のPCを持っている人なら誰でも、次のブロックの有効なハッシュを当てるために他のマイナーと競うことができました。難易度が低く、ネットワーク上に多くのハッシュレートが存在しなかったからです。そのため、新しいブロックを追加するのに特別なハードウェアは必要ありませんでした。
ネットワークが成長するにつれ、マイナーたちはより優れたハードウェアを求める“競争”のような状況になりました。CPU、GPU、そしてFPGAを経て、ビットコインマイナーはASIC（特定用途向け集積回路）に落ち着きました。これらのデバイスはハッシュ計算のためだけに作られており、他の一般的な計算には不向きですが、マイニングでは非常に高効率です。
ASICが非常に強力なため、ビットコインマイニングに他の種類のハードウェアを使うことは一般的ではなくなりました。しかし、高性能なASICがあっても、ネットワーク全体の総ハッシュレートが非常に大きいため、単独のマイナーが自分でブロックを見つける確率は極めて低いのが現実です。そこで登場するのがマイニングプールです。
マイニングプールとは何ですか？マイニングプールとは、マイナーの集まりで、計算能力を統合し、その結果得られるビットコインのブロック報酬を、貢献に応じた割合で分配するものです。各マイナーが単独で作業して、わずかな確率でブロックを見つけるのではなく、プールがより頻繁にブロックを見つけ、参加者全員に報酬を配分します。
簡単な例を考えてみましょう。あなたはネットワーク全体のハッシュパワーの0.1%を所有しているとします。ソロマイニングの場合、統計的には1週間に1ブロック見つけられるかもしれませんが、実際の結果は大きく変動します。何も見つからないまま数週間、数か月が経つこともあります。他のマイナーと組んで、合計でネットワークの1%を持つプールに参加すると、プールはより頻繁にブロックを見つけ、あなたは自分の貢献割合に応じた安定した取り分を受け取れます。
マイニングプールが広く使われているのは、より予測可能な収益の流れを提供するからです。2024年4月の半減期でブロック補助が3.125 BTCに減り（全ブロックにおよそ1日450 BTCが発行される計算）、薄利で運用しているマイナーにとっては、安定した収入がさらに重要になりました。
マイニングプールはどのように機能しますか？マイニングプールには通常、コーディネーター（プール運営者）がいて、マイナーが問題の異なる部分に取り組むように整理します。コーディネーターは異なるnonce範囲を割り当てることで、マイナーが同一のブロックを作ろうとして無駄にハッシュパワーを消費しないようにします。
コーディネーターはまた、報酬の分割と支払いの実行も担当します。マイナーは、作業を行っていることを証明するために「シェア（shares）」を提出します。シェアとは、必ずしも実際のネットワークで有効なものとは限らず、プールが設定したより低い難易度目標を満たすハッシュです。プールはこれらのシェアを追跡して、各マイナーの貢献度を測定します。
プールがブロックを正常にマイニングできたとき、報酬（ブロック補助＋取引手数料）は、プールの支払い方式と、各マイナーの作業分担に応じて参加者に分配されます。
マイニングプールの支払い方式Pay-Per-Share（PPS）PPSでは、プールが実際にブロックを見つけるかどうかに関係なく、提出した有効なシェア1つにつき固定額の支払いを受け取ります。プール運営者が変動（分散）のリスクを負うため、PPSプールは通常、より高い手数料を設定します。この方式は、マイナーにとって最も予測可能な収入を提供します。
Full Pay-Per-Share（FPPS）FPPSはPPSのモデルを拡張し、ブロック補助に加えて取引手数料の見積もり分も含めます。プールは、ブロックあたりの期待される総報酬（3.125 BTCの補助＋見積もりの取引手数料）を計算し、ブロックが期待されるペースで見つかる前提で、シェアごとにマイナーへ支払います。近年、FPPSは主要プールで支配的な支払い方式になっています。機関投資家マイナーは、安定して予測可能なキャッシュフローを優先するためです。
Pay-Per-Last-N-Shares（PPLNS）PPSと違って、PPLNSはプールが正常にブロックを見つけたときにのみマイナーに報酬を支払います。ブロックが見つかると、プールは直近のN個の提出シェアを確認します（Nはプールによって異なります）。あなたの支払いは、そのN個のシェアに占めるあなたの割合に、ブロック報酬を掛けたものから、オペレーターの手数料を差し引いた金額になります。
PPLNSプールはPPSプールよりも手数料が低い傾向がありますが、マイナー側の収益のブレ（分散）が大きくなります。この方式は、報酬が瞬間的なシェアではなく継続的な貢献に結び付いているため、プールホッピングを抑制します。
支払い方式の選択FPPSとPPLNSのどちらを選ぶかは、あなたの優先事項次第です。FPPSは、わずかにコストが高い代わりに安定した収入を提供するため、電気代やローン返済のような固定費を賄うために予測可能なキャッシュフローが必要なマイナーに適しています。PPLNSは手数料が低い一方で、リターンのばらつきが大きくなります。そのため、収入の変動に耐えられるマイナーに向いています。
マイニングプールは分散化の脅威ですか？少数のプールがビットコインのハッシュレートの大部分を支配しているため、集中化への懸念は妥当です。もし単一のプール、または結託した複数のプールがハッシュレートの51%を蓄積した場合、理論上、51%攻撃を仕掛けて、取引を検閲したり直近の取引を巻き戻したりできる可能性があります。
実際には、このリスクを軽減する要因がいくつかあります。第一に、プール内の個々のマイナーは通常、自分自身のハードウェアを所有し管理しているため、プール運営者の判断に同意できなければ、いつでも別のプールへ移行できます。第二に、成功した攻撃はおそらくビットコインの価格を急落させ、攻撃者自身の保有資産やハードウェア投資の価値を破壊してしまうでしょう。第三に、より広いコミュニティがプール規模を綿密に監視しており、歴史的にも規模が大きくなりすぎたプールに対して圧力がかかってきました。
それでも、プール単位の集中化により、プール運営者はブロックテンプレートの構築に関して大きな権限を持ち、どの取引を含めるか／含めないかを決められます。これは、規制当局がコンプライアンスを求めて特定の取引をフィルタリングするよう圧力をかける可能性がある地域では、とりわけ検閲の潜在的な手段になります。
Stratum V2とマイニングの分散化Stratum V2は、従来のマイニングプールに関連する集中化の懸念を一部解消するために設計された次世代のマイニングプロトコルです。最も重要な機能は「ジョブネゴシエーション」で、プール運営者が提供するテンプレートを受け入れるのではなく、個々のマイナーが自分でブロックテンプレートを構築できるようになります。
従来のStratum V1プロトコル（現在も多くのプールで使用されています）では、プール運営者がブロックテンプレートを作成し、どの取引を含めるかを決めます。マイナーは、受け取ったテンプレートに対して単にハッシュを計算するだけです。Stratum V2のジョブネゴシエーションでは、マイナーはプールからの支払いを受け取りつつ、自分のブロックに入れる取引を選べます。
Stratum V2には、より効率的なバイナリプロトコル（帯域オーバーヘッドの削減）、組み込みの暗号化（ハッシュレートの乗っ取りへの防御）、そしてマイナーとプール間の認証の改善といった追加の改良もあります。
Stratum V2の導入は段階的に進んでいます。いくつかのプールやファームウェアベンダーはトランスポート層の改善を実装していますが、現時点ではジョブネゴシエーションの完全な対応は限定的です。大規模なプール運営者の多くは、この機能がブロック構築に対する自社の支配を弱めるため、導入に慎重（遅い）でした。Stratum V1のみ対応している古いASICでマイナーがV2プールに接続できるようにする翻訳プロキシが存在し、ハードウェア交換を必須にせず段階的な導入を可能にしています。
よくある質問現在のビットコインのブロック報酬はいくらですか？2024年4月の半減期（ハルビング）後、ビットコインのブロック報酬は1ブロックあたり3.125 BTCです。この報酬は、ブロック補助（3.125 BTC）と取引手数料に分けられ、取引手数料はネットワークの混雑状況によって変動します。1日あたり約144ブロックあるため、マイニングによって日次でおよそ450 BTCが発行されます。
マイニングプールはどう選べばいいですか？主なポイントは次のとおりです。支払い方式（安定性重視ならFPPS、手数料を抑えたいならPPLNS）、プール手数料率、あなたの所在地からプールまでのサーバー遅延（スタールシェア率に影響）、最低支払い（支払い閾値）、カストディ（保管）型か非カストディ型か、そして取引の検閲やテンプレートの透明性に関するプールの方針です。数週間、2つのプールを並行してテストすると、実際の獲得額を比較しやすくなります。
マイニングプールはビットコインを支配していますか？マイニングプールは、自分たちが指しているハードウェアを所有していません。所有しているのは個々のマイナーです。マイナーはいつでも自分のハッシュパワーを別のプールへ自由に振り向けられます。プール運営者は一時的にブロックテンプレート構築に影響を持つことがありますが、その力は、市場が競争的であることや、マイナーが離脱する脅威によって制限されています。
Stratum V2とは何で、なぜ重要ですか？Stratum V2は、更新されたマイニング通信プロトコルで、プール運営者に頼ることなく、個々のマイナーが自分でブロックテンプレートを構築できるようにします。これにより、どの取引を含めるかをプールが決めることによる集中化のリスクが下がり、ビットコインネットワーク全体で検閲耐性が向上する可能性があります。
まとめの所感マイニングプールは、ビットコインのマイニングを個人の取り組みから協調的なものへと変え、報酬を分け合う代わりにマイナーがより予測可能な収益を得られるようにしました。トレードオフは、少数のプール運営者がネットワークのブロック生成に対して大きな影響力を持つようになったことです。
さらに読むプルーフ・オブ・ステーク（PoS）とは？
ビットコインの半減期：それは何か、そしてなぜ重要なのか
51%攻撃とは何ですか？
ブロックチェーンの取引手数料とは何ですか？
クラウドマイニングとは何ですか？