導入
マイニングは、Proof of Work ブロックチェーンのセキュリティの基礎です。特定のハッシュを処理することで、参加者は中央機関を必要とせずに暗号通貨ネットワークのセキュリティを確保できます。
2009 年にビットコインが初めてリリースされたとき、通常のコンピューターを持っている人は誰でも、次のブロックの有効なハッシュを推測するために他のマイナーと競争することができました。これは採掘難易度が低いため可能でした。ネットワーク上のハッシュ レートはあまり高くありませんでした。したがって、ユーザーはブロックチェーンに新しいブロックを追加するための特殊なハードウェアを必要としませんでした。
1 秒あたりのハッシュ計算能力が高いコンピューターであれば、より多くのブロックが見つかるというのは当然のことです。これにより、エコシステムに大きな変化が起こりました。鉱夫たちは、採掘競争で優位に立とうとして、一種の競争に従事していました。
さまざまな種類のハードウェア (CPU、GPU、FPGA) を繰り返し試した後、ビットコインマイナーは最終的に ASIC (特定用途向け集積回路) を採用しました。これらのマイニングデバイスでは、Binance Academy ページを閲覧したり、猫の写真をツイートしたりすることはできません。
名前が示すように、ASIC はハッシュの計算という単一のタスクを実行するために構築されています。しかし、これらはこの目的のために特別に設計されているため、驚くほどうまく機能します。そのため、ビットコインのマイニングに他のタイプのハードウェアを使用することは非常にまれになっています。
マイニングプールとは何ですか?
優れたハードウェアでも、それほど役立つわけではありません。複数の高性能 ASIC を実行したとしても、それは Bitcoin マイニングの海のほんの一滴に過ぎません。たとえハードウェアに多額の資金を投入し、マイニングに必要な膨大な量の電力を費やしたとしても、有効なブロックをマイニングできる可能性は非常に低いです。
ブロック報酬をいつ受け取るか、あるいは受け取るかどうかは保証されません。安定した収入源を探しているなら、マイニングプールの方がずっと良いでしょう。
あなたと他の 9 人の参加者がネットワーク内の全ハッシュ パワーの 0.1% を所有していると仮定しましょう。つまり、平均すると、1000 ブロックごとに 1 つの有効なブロックが見つかることになります。 1 日あたり推定 144 ブロックが採掘されるため、1 週間に 1 つの有効なブロックが見つかる可能性があります。キャッシュフローとハードウェアおよび電気への投資に応じて、「ソロマイニング」アプローチは実行可能な戦略となる可能性があります。
しかし、この収入が利益を生み出すのに十分でない場合はどうなるでしょうか?先ほど述べた他の 9 人の参加者と力を合わせることもできます。ハッシュパワーをすべて組み合わせると、ネットワークハッシュレートの 1% になります。言い換えると、平均して 100 個につき 1 つの有効なブロックが見つかることになります。これは 1 日あたり 1 個または 2 個のブロックに相当します。次に、関与するすべてのマイナーの間で報酬を分配します。
マイニングプールについて簡単に説明しました。これらは、会員にとってより安定した収入源を保証するため、現在では広く利用されています。
マイニングプールはどのように機能しますか?
通常、マイニング プールには、マイナーを組織する責任を負うコーディネーターがいます。マイナーが nonce に異なる値を使用するようにすることで、同じブロックを作成しようとしてハッシュ パワーを無駄にすることがなくなります。これらのコーディネーターは、報酬を分配して参加者に支払う責任も負います。各マイナーが行った作業を計算し、それに応じて報酬を分配する方法はいくつかあります。
ペイ・パー・シェア（PPS）マイニングプール
最も一般的な支払い方法の 1 つは、Pay-Per-Share (PPS) です。このシステムでは、送信した「シェア」（参加）ごとに一定の金額を受け取ります。
シェアは、各マイナーの作業を記録するために使用されるハッシュです。 1株当たりの支払額は名目額ですが、時間の経過とともに増加します。共有はネットワーク上で有効なハッシュではないことに注意してください。これは、マイニング プールによって設定された条件に一致するハッシュです。
PPS では、プールが有効なブロックを見つけられなかった場合でも報酬が与えられます。プール運営者はリスクを負うため、前払いまたは有効なブロックに対して最終的に受け取った報酬の後に手数料が請求される可能性があります。
ペイ・パー・ラスト・N・シェア（PPLNS）マイニングプール
もう一つの人気のシステムは、Pay-Per-Last-N-Shares (PPLNS) です。 PPS とは異なり、PPLNS はプールがブロックを正常にマイニングした場合にのみマイナーに報酬を与えます。プールはブロックを見つけると、送信されたシェアの最後の N 個数をチェックします (N はプールによって異なります)。支払いを分配するには、送信されたシェア数を N で割り、その結果にブロック報酬を掛けます (オペレーターが請求する手数料を差し引きます)。
例を挙げてみましょう。現在のブロック報酬が 12.5 BTC (取引手数料を無視) でオペレーター手数料が 20% の場合、マイナーが受け取れる報酬は 10 BTC になります。 N が 1,000,000 で 50,000 株を供給すると、利用可能な報酬の 5% (0.5 BTC) を受け取ります。
これら 2 つのシステムにはいくつかのバリエーションがありますが、これらが最も一般的です。ビットコインについては後ほど詳しく説明しますが、他の人気の PoW 暗号通貨にもマイニング プールがあります。例としては、Zcash、Monero、Grin、Ravencoin などがあります。
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マイニングプールは分散化に脅威を与えますか?
この記事を読んでいると、あなたの頭の中で警鐘が鳴っているかもしれません。ビットコインがこれほど強力なのは、ブロックチェーンを単一の組織が制御していないという事実ではないでしょうか?誰かがハッシュパワーの大部分を入手できた場合、何が起こるでしょうか?
これらの質問は完全に意味を成します。単一のエンティティがネットワークのハッシュパワーの 51% を取得できる場合、51% 攻撃を開始できます。これにより、以前のトランザクションをロールバックしたり、検閲したりできるようになります。この種の攻撃は暗号通貨エコシステムに甚大な損害を与える可能性があります。
マイニングプールは 51% 攻撃のリスクを高めますか?答えは、「そうかもしれないが、可能性は低い」です。
2020年4月16日、24時間におけるプール別ハッシュレート。出典：coindance.com
理論的には、上位 4 つのプールが統合してネットワークの制御を獲得する可能性があります。しかし、それはあまり意味がありません。たとえ攻撃を成功させることができたとしても、そのような行為はシステム全体を弱体化させるため、ビットコインの価格は急落する可能性が高いでしょう。つまり、攻撃後に獲得したすべてのコインの価値が失われることになります。
さらに、プールには必ずしも必要なマイニング設備が揃っているわけではありません。参加者は自分のマシンをコーディネーター サーバーに向けますが、他のプールに自由に移行できます。エコシステムを分散化したままにすることは、プールの参加者とオペレーターにとって最大の利益となります。結局のところ、採掘プロセスが収益性を維持できる場合にのみ、採掘者は利益を上げることができるのです。
心配なほどの大きさにまでプールが拡大したケースもいくつかありました。このような場合、プール（およびメンバーマイナー）は通常、ハッシュレートを下げるための措置を講じます。
最終的な考察
最初のプールの導入により、暗号通貨のマイニングの状況は永久に変わりました。より安定した収入を求める鉱夫にとって、非常に有益です。いくつかの可能なスキームが利用可能であるため、マイナーは自分のニーズに最適なものを見つけることができます。
理想的なシナリオでは、ビットコインのマイニングはより分散化されるでしょう。しかし、現時点では、これは「十分に分散化されている」と言えるでしょう。いずれにせよ、長期的には、単一のプールがハッシュ レートの大部分を獲得しても誰も利益を得られません。参加者はおそらくこれを防ぐだろう。結局のところ、ビットコイン ネットワークはマイナーではなくユーザーによって運営されているからだ。