プルーフ・オブ・ワーク(PoW)とは?【ビットコインを理解する基礎知識】

プルーフ・オブ・ワーク(Proof of Work)は、ビットコインのシステムを正常に成り立たせるための仕組みです。

ビットコインの仕組みを理解する上で、外せないシステムの一つですが本記事でより詳しく説明していきたいと思います。

ビットコインの仕組みを詳しく知りたい!「プルーフ・オブ・ワーク」について仕組みを知りたい!という方向けの記事です。

プルーフ・オブ・ワーク(Proof of Work)とは?

プルーフ・オブ・ワーク(Proof of Work)を直訳すると「仕事量に対する証明」という意味になります。

Proof = 証明

of = の

Work = 仕事

ビットコインのシステムは、ブロックチェーンが使われて取引のデータに記録されています。この膨大なる取引記録の正当性(正しさ)を仕事量によって証明する仕組みのことをプルーフ・オブ・ワークと言います。

ビットコインの仕組みを理解する上で、

プルーフ・オブ・ワークは、「仕事」に対する「証明」の結果をシステム内で提示していると言えます。独自のシステムで定められたルールの中で動く役割・システムの一つとして理解しておけばいいでしょう。

どのようにしてビットコインに使われているのか?

プルーフ・オブ・ワークが実際に、仮想通貨・ビットコイン上でどのようなルールで役割を担っているかを解説していきます。

ビットコインの仕組みにおける「仕事量(Work)」とは、ネットワーク間での「コンピュータ計算をどれだけの量を実施したか」です。

具体的には、以下の2つの役割を担うビットコインの重要なシステムです。

  • 不正を監視するセキュリティの役割
  • 正当なビットコイン上での取引を行う役割
  • 通貨を発行するという役割

不正を監視するセキュリティの役割

ビットコインのシステムでプルーフ・オブ・ワークの一つ目の役割は、システムが正常に稼働しているかを監視するセキュリティ対策のために存在しています。

悪意のあるハッキングなどの外部攻撃から、ビットコインの偽造を防ぐためには圧倒的な「仕事量」が必要となります。各取引を認証するために算出しなければいけない膨大なデータを稼働させることでビットコインのセキュリティを高めています。

プルーフ・オブ・ワークは、ビットコインの偽造を防ぐ、重大な役割を担っています。

 正当なビットコイン上での取引を行う役割

もう一つの役割が送金時の正当な取引を完了させる役割です。通貨の決済システムの部分を担っているので非常に重要な役割と言えます。

通常、ビットコインの送金(移動)には10分間程度の認証時間を要します。この承認作業に10分の時間が掛かるのは、プルーフ・オブ・ワークの仕事量による証明が行われているためです。

ここでコインの偽造などを防ぐために、プルーフ・オブ・ワークは稼働しています。1回目の承認が10分で送金が完了となり、その後も最低6回以上の承認作業でほぼ100%送金完了が証明されることになります。

この機能があることで、ビットコインはセキュリティの高い通貨と言われています。

通貨を発行するという役割

プルーフ・オブ・ワークの役割に、取引を承認し新しいブロックチェーンを繋げる作業があります。これは、マイニング(採掘)と呼ばれ、マイニングの作業を行う採掘者(マイナー)は報酬としてビットコインが受け取れるという仕組みになっています。

 

あらかじめ決められたルールの中で、世界中のコンピュータが稼働しビットコインが発行されていますがその仕組みを動かしているのがプルーフ・オブ・ワークです。

プルーフ・オブ・ワークのデメリット

この圧倒的な作業でビットコインを支えているシステムですが、実はデメリットも存在しています。

ビットコイン以外に、運用されている他の仮想通貨(暗号通貨)では様々なシステムが採用されているわけですが、今後アルトコインについても理解しておくためにプルーフ・オブ・ワークのデメリットも抑えておきましょう。

大量の電力が必要なシステムである

プルーフ・オブ・ワークは膨大な量のデータを認証する「仕事」を必要とします。この計算を行うのはP2Pネットワークでつながる世界中の高性能なコンピュータです。

このコンピュータを稼働させるために大量の電力が必須となるため、ビットコインの維持・運営・管理のためとはいえ、貴重なエネルギーが大量投入されています。

特に、マイニング(採掘)作業は、かなりの作業量が必要になります。

そして、マイニングの利益を目的にコンピュータを稼働させる採掘者(マイナー)は、電気料金を差し引いたものが利益とななります。電気料金が安く設定されている国の方がマイニングがし易いといえるので電気料金が安い国でのマイニングが偏ってしまうというデメリットもあります。

プルーフ・オブ・ワークの弱点「51%攻撃」

プルーフ・オブ・ワークの働きにより、ビットコインは偽造・改ざんなどセキュリティを高めています。

その中で弱点として51%攻撃というのがありますが、以下のようなことを言います。

51%攻撃とは悪意のあるグループまたは個人により、ネットワーク全体の採掘速度の51%(50%以上)を支配し、不正な取引を行うことです。一人のノードが全体が持つ計算量の過半数を支配し(1)不正な取引の正当化 (2) 正当な取引の拒否 (3) 採掘の独占を行うことが可能となります。現在 51%攻撃に対する有効な対策はありません。
引用元:Bitflyer

簡単に要約すると、51%攻撃とは「1つのグループまたは個人が持っている計算力が、大勢の持っている計算力を超えることができない」ということを定義しています。

世の中の半数を超える計算力を持つ集団が現れることで、ビットコインのシステムは破綻(ハッキング等に耐えられない)してしまいます。

個人的には、51%を超える計算力は現れないと思っていますが、絶対はないのでビットコインのデメリットと言えるでしょう。ただ、攻撃側にも51%攻撃を行う「必要性」も「動機」もないのでセキュリティーが高いといえます。

最後に

プルーフ・オブ・ワークについて要点を絞ってまとめました。

今回説明した内容が全ての内容ではありませんが、常に高いセキュリティーをビットコインが保てている理由は、プルーフ・オブ・ワークのおかげということは理解できましたでしょうか?

ブロックチェーンという技術が注目を集めていますが、他のいろんな仕組みでビットコインが稼働しています。

今後も仮想通貨の仕組みをCoinPicksで発信していきますのでチェックしてみてください!

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