ビットコインマイニングは、中央銀行が新しい法定通貨を印刷するのと同じように、ブロックチェーン上でビットコインの取引を検証し、新しいビットコインを生成する方法を指します。
ビットコインが実際にどのようにマイニングされるか、そしてビットコインのマイニングに関連するその他の要素について説明します。
ブロックチェーンとビットコインを理解する
ビットコインが実際にどのようにマイニングされるかを理解する前に、ブロックチェーンとビットコインの概念を理解することが重要です。
ブロックチェーンを、すべての暗号通貨取引が記録される総勘定元帳として考えてみましょう。ブロックチェーンは、デジタルで行われた取引の元帳を可能にし、分散型コンピューター ネットワーク間で共有する、一種のデジタル データ構造です。簡単に言えば、ブロックチェーンは、分散型元帳にデータをデジタルで文書化する方法です。
ビットコインは完全にブロックチェーン ネットワーク上に構築されており、巨大なコンピューター ネットワーク上でトランザクションを保存および記録する傾向があります。各ブロックにはトランザクションが保存され、マイナーによって検証および検証された場合にのみブロックチェーンに追加されます。これ以降、トランザクションはすでにブロックチェーン上にあるため、トランザクションに変更を加えることは不可能です。
ビットコインなどのデジタル通貨は、分散型台帳技術を使用しています。これは、記録が改ざんされないことを保証し、取引の透明性を大幅に向上させるというブロックチェーン技術のユニークな特徴です。ビットコインのブロックチェーン ネットワークは、データを一意の文字列に変換する SHA-256 という最新の暗号化アルゴリズム技術を使用しています。
ビットコインマイニングとは何ですか?
ビットコインマイニングは、ビットコインネットワーク上でビットコイン取引を検証する複雑な計算および技術プロセスです。これは、チェーンネットワーク上のブロックを検証し、ビットコインで支払いを受けるプロセスに似ています。
この採掘プロセスに携わる人々はマイナーと呼ばれます。これが「マイニング」と呼ばれる理由は、他の天然資源と同様に、利用可能なビットコインの数には限りがあるためです。作成または採掘できるビットコインの最大量は 2100 万です。実際の採掘と同様に、ビットコインのマイニングでは、ビットコインを生成または作成するためにエネルギーを投入する必要があります。ここでは、ビットコインを採掘するためのエネルギーは電気エネルギーの形をしています。マイナーは、取引を含むブロックを検証するために暗号化された複雑なハッシュ パズルを解くために互いに競い合います。
この推測レースでは、最初に数字を推測したマイナーは、ビットコイン ブロックチェーン ネットワーク上のトランザクション台帳を更新するチャンスを得て、新しく発行されたビットコインの報酬も受け取ります。この特定の数字の推測はすべてコンピューターによって行われることに注意してください。つまり、コンピューターの性能が高ければ高いほど、マイナーが 1 秒あたりに実行できる推測の数が増え、このレースに勝つ可能性が高くなります。ビットコインのマイニングは主に次のように行われます。
A) 新しいコインを流通させ、進行中の取引を検証するため。
B) 偽造や二重支払いをチェックするため。
C) 分散型で台帳を管理する。
ビットコインマイニングはどのように機能しますか?
マイニング プロセスを分解して、その仕組みとプロセスを開始するために何が必要かを理解しましょう。
強力なハードウェアリソースの設定
マイナーがビットコインの鋳造プロセスを開始する前に、複雑なパズルを効率的に解くために、強力なコンピューター リソースやその他の特定のツールに関して独自のリグをセットアップする必要があります。マイニング ハードウェアとしては、効率的で効果的なマイニングのために、高度なグラフィック カードを備えたグラフィックス プロセッシング ユニット (GPU)、フィールド プログラマブル ゲート アレイ (FPGA)、または特定用途向け集積回路 (ASIC) のいずれかが必要になります。
現在、ASIC ベースのハードウェアは最も先進的で、1 秒あたり膨大な量のハッシュを作成できます。ただし、このような先進的なハードウェアは高価で、数千ドルかかる場合があります。
マイニングソフトウェアと電子ウォレットのインストール
強力なハードウェア要件の他に、マイナーには CG マイナー、XMR マイナー、マルチマイナーなどの特定のソフトウェアが必要です。これらのソフトウェアの多くは無料でダウンロードでき、Windows および Mac コンピューターで実行できます。ソフトウェアを必要なハードウェアに接続すると、ビットコインのマイニングの準備は完了です。
マイナーは、報酬をビットコインとして保管するための電子ウォレットも必要になります。ビットコインウォレットは、ビットコインやその他の暗号通貨の保管、転送、受け取りを容易にするデジタル空間です。
マイニングプールまたはソロマイニング
マイナーは、単独でマイニングするか、プールマイニングを行うかを選択できます。単独でマイニングするのはそれほど簡単ではないため、マイニングプールが発明されました。マイニングプールでは、マイニングの難しさに対処するためにマイナーのグループが一緒に形成されます。各マイナーは、自分の仕事の分担に応じて報酬を受け取ります。
計算能力を統合したプールでビットコインをマイニングすると、ブロックを解決するためのマイニングの難易度が下がり、効率的なマイニングが促進されます。これにより、小規模なマイナーの参加も促進され、たとえ報酬の一部しか受け取れなくても、ビットコインを獲得するチャンスが得られます。
マイナーが増える = 信頼性が増し、ネットワークがより安全になる
ビットコインマイニングプロセスを開始する
セットアップがすべて完了し、マイナーがプールマイニングを選択するかソロマイニングを選択するかを決定すると、次にマイナーは複雑な数学的ハッシュパズルを解いて、ビットコインブロックチェーンネットワーク上のトランザクションを検証する必要があります。マイナーがハッシュパズルを解いてトランザクションを検証する方法をさらに詳しく見ていきましょう。
ビットコイン ネットワークでトランザクションが開始されると、各トランザクションに対して、マイニング ソフトウェアによって暗号化ハッシュが作成されます。この暗号化ハッシュは、SHA-256 暗号化を使用してブロックを生成するために必要なすべてのトランザクションをまとめたものです。SHA-256 は、任意の長さのテキストを 256 ビットの文字列に変換する一方向関数です。このグループ化プロセスは、マークル ツリーまたはハッシュ ツリーと呼ばれ、各リーフ ノードはブロックのハッシュを表し、非リーフ ノードは子ノードのハッシュを持ちます。
さらに、すべてのブロックは、それぞれ関連するトランザクション データを含む前のブロックと後続のブロックのメモリ アドレスを指す「リンク リスト」を使用して接続されます。
マークルツリーが生成されると、このトランザクションデータはプルーフオブワーク (PoW) アルゴリズムによって管理され、独自のアドレスを持つブロックに編成されます。検証済みのブロックになるには、ブロックの整合性を維持しながら特定の速度でブロックがマイニングされることを保証する PoW が含まれている必要があります。
これらのトランザクションの証明が完了すると、ブロックはビットコイン ネットワークに追加され、マイニングの準備が整います。マイナーはこの情報をさらに使用してハッシュ パズルを解読し、トランザクションを検証します。すべてのマイナーは、難易度を分析した後、指定されたターゲットのハッシュを見つける競争に夢中になります。
この「複雑な特定のターゲット」とは、次のようなハッシュと呼ばれる 64 桁の 16 進数を見つけることを指します。
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したがって、すべてのブロックには固有のハッシュが関連付けられており、常に 64 桁の数字です。特定のターゲット ハッシュは、2,016 ブロックごとにネットワークによって決定されます。目標は、平均して 10 分ごとにブロックがマイニングされるようにマイニングの難易度を維持することです。ビットコインのマイニングの難易度は、ターゲット値を下回るハッシュを見つけるのがどれだけ難しいかを示す指標です。また、ハッシュ レートは、マイナーのコンピューターが 1 秒あたりに推測できる回数を定義します。
マイナーは、前のブロックのハッシュされた内容に追加された数字の文字列に常に注目しています。そして、この新しいハッシュがターゲットハッシュ以下であれば、それがソリューションとして受け入れられます。残りのマイナーとビットコインセキュリティノードは、ブロックが正しいかどうかを確認します。正しい場合、ブロックは公式のビットコインブロックチェーンネットワークに追加されます。
そして、最初にそれを解読した人（最初のマイナー）が、ブロック報酬（現在はブロックあたり 6.25 BTC）を獲得し、ブロックチェーン上でトランザクションを承認できるようになります。
ビットコインマイナーにとってのインセンティブは何ですか?
なぜマイナーは、インセンティブなしにトランザクションデータの検証を行うのでしょうか。特に、マイニングと検証プロセスには膨大な量のインフラストラクチャとエネルギーコストがかかるのに。マイナーは、無料のビットコインとトランザクション手数料（マイナーがブロックに挿入したトランザクションの一定の割合）を獲得するという報酬で大きなインセンティブを得ているため、トランザクションを検証し、複雑な数学パズルを解きます。
ビットコインマイナーの支払い = ブロック報酬 + 取引手数料
現在、ビットコインマイナーは、ビットコインブロックチェーンネットワークに追加されるブロックごとに6.25ビットコインを獲得しています。ビットコインが2009年に発売されたとき、各ブロックマイナーには50ビットコインの報酬が与えられていました。徐々に、2012年には25ビットコイン、2016年には12.5ビットコイン、2020年には6.25ビットコインに制限されました。このプロセスはビットコインの半減期と呼ばれ、ブロック報酬が半分に分割されます。これは、約4年かかる210,000ブロックのマイニングごとに発生します。
ビットコインマイニングの種類
ビットコインのマイニングは、さまざまな方法と形式で実行できます。それぞれ、ハッシュパワーとブロック報酬のレベルが異なります。ビットコインをマイニングするさまざまな方法は次のとおりです。
CPUマイニング
2009年にビットコインが発売され、初めて採掘されたとき、ビットコインは中央処理装置（CPU）を介して採掘されました。CPUはコンピューターの頭脳としても知られ、入力と出力の結果を処理するために必要なすべての回路が含まれています。ビットコインの初期の頃は、マイナーが非常に少なく、ビットコインも初期段階にあったため、CPUを介して採掘するのは簡単でした。
GPUマイニング
時間の経過とともにビットコインの受容と人気が徐々に高まり、マイナー間の競争とともに、グラフィックス プロセッシング ユニット (GPU) マイニングが登場しました。
主にゲームや最新のビデオ編集に使用される GPU ベースのシステムは、CPU よりもハッシュ レートが高く、マイニングに効率的であることが証明されています。GPU マイニング用の最初のソフトウェアは 2010 年にリリースされました。ただし、ビットコインの GPU マイニングは短命で、2015 年までに新しい種類のハードウェアである ASIC に置き換えられました。
ASICマイニング
ASIC は、特定用途向け集積回路の略で、暗号通貨のマイニング専用に設計されたハードウェアの一種です。2012 年に発売され、基本的な GPU マイナーよりも 200 倍強力であることが証明されました。ただし、ASIC マイニング リグは非常に高価で、価格は 2,000 ドルから 15,000 ドルの範囲です。電力消費量と電気代が変動し、ネットワークの問題もあるため、ASIC マイナーの購入は非常に高額になる可能性があります。
FPGAマイニング
FPGA はフィールド プログラマブル ゲート アレイ (FPGA) の略で、速度とコスト効率の点で GPU マイナーと ASIC マイナーのどちらにも適しています。FPGA は ASIC マイナーのように特定のコインやアルゴリズムのマイニングに縛られることがなく、強力なハッシュ パワーを安定させることもできます。この種のハードウェア テクノロジーは、マイナーがマイニング アクティビティを別のものに変更した場合でも、セットアップを再利用できる柔軟性を提供します。FPGA マイナーは、マイニング ハードウェアに多額の投資をしたくない暗号通貨愛好家にとって良い選択肢です。
クラウドマイニング
これはビットコインをマイニングする最新の方法で、マイナーはクラウド マイニング サービスを購入したり、暗号通貨マイニング リグを専門とするクラウド マイニング プロバイダーから契約を購入したりできます。これにより、マイナーは埋没コストやマイニング ハードウェアのセットアップのメンテナンス要件を負担することなくビットコインをマイニングできます。ただし、あらゆる種類の詐欺や不正行為を避けるために、評判の良いクラウド マイナーを選択するには、非常に注意する必要があります。
ビットコインマイニングは利益が出るのか？
ビットコインのマイニングは儲かるように見えるかもしれませんが、本当に儲かるのでしょうか？ビットコインの発明者であるサトシ・ナカモトは、ビットコインのマイニングを、マイニングネットワークが強力になるほど、その数学的問題を解決するのが難しくなるような仕組みにしました。そのため、難易度のプロセスは、ネットワーク全体が持つ総合的なマイニングパワーに合わせて調整されます。
簡単に言えば、より多くのマイナーが競争すればするほど、パズルを解くのが難しくなります。この取り決めは、安定性を維持し、インフレを抑制するために新しいビットコインの安定した流れを生み出すために行われました。採掘の難易度は、平均して 10 分ごとに新しいブロックが追加されるように設定されています。
鉱業の収益性要因
上で説明したように、ビットコインのマイニングプロセスは報酬と直接結びついているため、人々はそれを高収益のために利用したいと考えています。しかし、マイニングを収益性の高いものにするのは必ずしも簡単ではありません。したがって、マイニングの収益性に大きな影響を与える以下の要因を考慮して確認してください。
ハッシュレート
ブロック報酬
採掘の難易度
電気料金および電力消費料金
マイニングプール手数料
ビットコインの市場価格
