コンセンサスアルゴリズムとは?種類やそれぞれの仕組みについて解説!

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1分で理解する要約
  • コンセンサスアルゴリズムは取引情報を円滑に処理するための仕組み
  • コンセンサスアルゴリズムにはざまざまな種類がある
  • ブロック生成者となるための条件は仮想通貨によって異なるので注意

仮想通貨について調べていると、「コンセンサスアルゴリズム」といった単語を目にしたことがあるでしょう。仕組みは知っていても、言葉で見ると何を指しているのかわかりづらくなっています。

本記事ではコンセンサスアルゴリズムについて、さまざまな種類がありますので名前と仕組みについて解説します。

仮想通貨において重要なワードですので、ぜひ内容を押さえておきましょう。

コンセンサスアルゴリズムとは

コンセンサスアルゴリズムは、合意を意味する「コンセンサス」と方法を意味する「アルゴリズム」を組み合わせたワードになります。

ビットコインの中核となる技術にブロックチェーンと呼ばれる分散台帳があり、ブロックチェーン上の取引情報を管理する特定の中央管理者はいません。

そのためマイニングに参加しているマイナーが取引情報を監視して、不正防止の役割を果たしています。つまり取引記録の正当性はマイナーの合意が必要となっているのです。ネットワーク上ではコンセンサスアルゴリズム (合意の方法) を決めて採用することで、スムーズに情報処理を行っています。

コンセンサスアルゴリズムの種類について

ビットコインはコンセンサスアルゴリズムを採用することで、円滑に取引記録の処理を行っています。コンセンサスアルゴリズムにはさまざまな種類があり、それぞれの仕組みを持っています。

PoW (プルーフオブワーク) とは

PoWとはプルーフオブワークの略称で、仕事の証明という意味があります。コンセンサスアルゴリズムの中でも、一番早く生まれたのがPoWです。主にビットコインで採用されているコンセンサスアルゴリズムで、マイニングを行うマイナーが膨大な計算により取引情報の正当性を証明し承認する仕組みのことをいいます。

PoS (プルーフオブステーク) とは

PoSとはプルーフオブステークの略称で、仮想通貨の保有量に応じて報酬獲得率を上げることが可能です。PoWでは演算力が大きければマイナーとなれたのに対し、PoSでは仮想通貨の保有量が影響します。

ちなみにPoSではマイニングではなく、フォージングと呼ばれています。

PoI (プルーフオブインポータンス) とは

PoIとはプルーフオブインポータンスの略称で、仮想通貨の保有量に応じて報酬をもらうことができたPoSと似ていますが少し違います。PoIでは保有量と取引回数、そして取引量に応じて報酬をもらうことが可能です。

主に仮想通貨のネムで採用されているコンセンサスアルゴリズムで、PoIの場合マイニングではなくハーベストと呼ばれています。PoIを採用しているのは仮想通貨の中でもネムだけとなっており、ハーベストはネム特有の機能であると言えるでしょう。

PoC (プルーフオブコンセンサス) とは

PoCとはプルーフオブコンセンサスの略称です。他のコンセンサスアルゴリズムであれば、不特定多数のネットワーク参加者であるノードがマイナートなりブロックを生成していました。

しかしPoCでは特定のノードに限定してブロック生成の権限を与えるため、非中央集権とは言い難い仕組みになっています。特定のノードは信用のある企業などに限られていますので、改ざんなどの心配はありません。

コンセンサスアルゴリズムの比較

コンセンサスアルゴリズムのさまざまな特徴について、以下の表にまとめました。

アルゴリズム名

主な採用仮想通貨

特徴

PoW

ビットコイン

取引情報の計算を行う演算力に応じてブロック生成者を決定

PoS

イーサリアム

仮想通貨の保有量に応じてブロック生成者を決定

PoI

ネム

仮想通貨の保有量・取引数・取引量に応じてブロック生成者を決定

PoC

リップル

信用の高い企業など特定のノードがブロック生成者となる

PoW

PoWは主にビットコインで採用されており、マイナーの演算力によってブロック生成者を決定しています。演算力さえあればブロック生成者になれてしまうので、度々ブロックの改ざんである51%攻撃を仕掛けられることもあります。

Pos

そしてPoSは主にイーサリアムで採用されているコンセンサスアルゴリズムで、仮想通貨保有量に応じてブロック生成者を決定しています。そのため、PoWの欠点を突いた51%攻撃を再現する場合、発行数の51%を保有する必要があるため不正は困難です。

PoI

PoSでは仮想通貨の保有数によって、ブロック生成者を決定するので、仮想通貨の出来高を下げてしまうというデメリットがあります。一方でネムのみ採用しているPoIは、仮想通貨の保有量に加えて取引回数もブロック生成者を決める基準になっています。

保有しているだけではブロック生成者になれませんので、取引を行う投資家が増加しています。取引回数量も基準に組み込むことで、仮想通貨の出来高が下がらない仕組みとなっているのです。

PoC

リップルでは、PoW・PoS・PoIなどのコンセンサスアルゴリズムと違ったコンセンサスアルゴリズムを採用しています。PoWなどでは不特定多数のノードがブロック生成者となれていたのですが、PoCはあらかじめブロック生成者が決定されています。

不特定多数のノードがブロック生成者となりませんので、51%攻撃は発生しません。しかし仮想通貨の特徴でもある非中央集権性が損なわれており、「リップルは仮想通貨ではない」といった批判も挙がっています。

まとめ

仮想通貨によって採用しているコンセンサスアルゴリズムは異なります。

そしてコンセンサスアルゴリズムは仮想通貨の特徴を決める、重要な仕組みと言えるでしょう。ブロック生成者となる場合、仮想通貨が採用しているコンセンサスアルゴリズムによって条件が異なります。

ビットコインでマイナーになりたいと思っている方は、演算力を高めるために環境を整え膨大な電気代を支払う必要があるのです。他にもネムのハーベストであれば、ネムの価格が安いうちに買いためておき、なおかつ取引も行わなくてはなりません。

あらかじめ条件を確認して、スムーズにブロック生成者となりましょう。