PoS（Proof-Of-Stake）とは何ですか？PoW（プルーフ・オブ・ワーク）とはどう違うのですか？

PoS（Proof-of-Stake） は、暗号通貨をロックしてネットワークを安全にするコンセンサスプロトコルである。ビットコインが発明したProof-of-Workメカニズムよりもエネルギー消費が少ないのが特徴です。それだけでなく、この記事ではProof-of-Stakeの仕組みを知ることができます。

プルーフ・オブ・ステーク(PoS)の紹介

Proof-of-Stakeは、 ブロックチェーンネットワークを保護するコンセンサスメカニズムである。これは、正当な取引のみがブロックチェーンに追加されることを保証するものである。この仕組みは、バリデータが暗号通貨をロックすることでネットワークを保護する。暗号通貨のマイニングは非常にエネルギーを消費する活動ですが、地球を保護することを支持して、新しいソリューションが発明されています。イーサリアムのコミュニティは、ブロックチェーンの二酸化炭素排出量を大幅に削減するために、暗号通貨の生成方法を変えたいと考えている。彼らが取り組んでいる方法は、「Proof-of-Stake」（略称「PoS」）と呼ばれるものです。

Proof-of-Stake (PoS) と Proof-of-Work (PoW) は、どちらもコンセンサスメカニズムの一例である。Proof-of-Stakeは、現在ビットコインやイーサリアムが採用しているProof-of-Workの代替となるものである。

コンセンサスメカニズム

パブリック・ブロックチェーンは、最も基本的なレベルでは、単なるデータベースである。ほとんどのデータベースは、誰がデータベースにアクセスでき、誰がデータベースを変更できるかを管理者に許可しています。このような集中管理は非常に便利ですが、特にハッキングに対して脆弱になります。一方、ブロックチェーンは、各ユーザーにデータの更新の責任を負わせます。そのため、ブロックチェーンではコンセンサス・アルゴリズムとも呼ばれるコンセンサス機構を採用しています。コンセンサス・メカニズムは、正当な取引のみがブロックに追加されることを確認することで、ネットワークの適切な運用を保証します。この検証は、ノードが共同で行う。ノードは、特定のブロックチェーンのソフトウェアを実行するコンピュータです。特に有名な51％攻撃は、誰かが分散型ネットワークの総計算能力の半分以上を手に入れ、ネットワークを自在にコントロールする可能性を意味する。

プルーフ・オブ・ワーク（Proof-of-Work）

攻撃や、資金が二重に使われる問題（ダブルスペンディング）を防ぐため、ビットコインでは「プルーフ・オブ・ワーク」というコンセンサスアルゴリズムを採用しています。

Proof-Of-Workの基本的な仕組みについては、こちらの記事で詳しく解説しています。

このシステムでは、採掘者がハードウェアと電力を使って、ネットワークが取引を処理するのを助ける必要がある。Proof-of-Workでは、採掘者、正確にはそのコンピュータは、取引のブロックを最初に完成させるために非常に難しいパズルを解こうとする。彼らの仕事は、取引の正当性を検証し、ブロックチェーンである分散型台帳の中に信頼できる履歴を保存することである。その報酬として、彼らは暗号通貨を受け取り、ビットコインネットワークの場合はビットコインを受け取ります。

プルーフ・オブ・ワークはビットコインのコンセプトに統合され、イーサリアムを含む他の暗号通貨でも再現されています。しかし、このシステムの制約の1つは、取引を安全に行うために多くの電力とハードウェア（特に機械）を必要とすることです。ご存知ですか。一部の研究者によると、現在、ビットコインのネットワークだけで、アルゼンチンやポーランドといった国の全消費量を上回る電力を年間消費しているそうです。これは膨大なエネルギーであり、そのためイーサリアムのようなプロトコルは、よりエネルギー効率の高いコンセンサスを設計するよう取り組んできたのです。

プルーフオブステイク イーサリアム2.0　

イーサリアムの開発者は、イーサリアム2.0と呼ばれる一連のアップデートを構築している。これは Proof-of-Stake コンセンサスに基づいて動作し、最終的にはメインの Ethereum ネットワークに統合される予定である。

Ethereum 2.0 の Proof-of-Stake は Proof-of-Work と同じ結果を得ることを目的としている。Proof-of-Stakeはブロックチェーン上のトランザクションを安全に検証します。しかし、Proof-of-Workを使用する採掘者は、ネットワークを保護するために電気や計算力などの狂ったハードウェア資源を捧げるのに対し、Proof-of-Stakeを使用する検証者は、彼らの暗号通貨を捧げます。

Proof-of-Stakeでは、ブロック内の取引を検証し、暗号通貨という形で報酬を受け取る機会を得るために、検証者は少なくとも32ETHをロックするか、使うことのできない「ステーク」する必要があります。ブロックチェーンは、このロックされた暗号通貨を使用してネットワークを保護する。イーサリアム財団によると、Proof-of-StakeはProof-of-Workに比べていくつかの利点があるという。

プルーフオブワークとプルーフオブステイクの比較

Proof-of-Stakeによる暗号報酬の獲得は、最も高い計算能力を持つことに基づいていないため、超強力なハードウェアは必要ありません。これにより、より多くの人がイーサリアムノードの管理に参加する機会が得られ、さらなる分散化と攻撃、特に51％攻撃への耐性が高まります。

ハードウェアの必要性が低いため、Proof-of-StakeはProof-of-Workよりもはるかに少ないエネルギーしか消費しません。

Proof-of-Work（PoW）のデメリット：

• 中央集権を好む少数の企業によってのみ所有される非常に強力な装置を必要とする（例：Bitmain）。

• 莫大なエネルギーコスト

• ネットワークが飽和し始めると、取引コストが高くなる

PoS（Proof-of-Stake）のデメリット:

• プルーフ・オブ・ワークより安全性が低い

• 初期投資家は大きなアドバンテージを持つ

• トークンの使用頻度が少ない

ネットワークはどのようにブロック・バリデーターを選んでいるのですか？

バリデータは、新しいブロックを提案するためにネットワークによってランダムに選ばれます。彼らはまた、毎日変わる128のノードからなる委員会にランダムにグループ分けされます。新しい取引ブロックが作成され、ブロックチェーン・データベースに追加されるたびに、Proof-of-Stakeコンセンサス・メカニズムは、提案されたブロックが正しいことを証明するためにいくつかの委員会を選びます。検証者は、ブロックの作成と他のブロックの作成を証明することの両方に対して報酬を受け取ります。

もしバリデータがオフラインであったり、正しく認証しなかったりした場合は、「スラッシング」と呼ばれるペナルティを受けます。バリデータがネットワークを攻撃しようとした場合、全出資金を失う可能性があります。このアルゴリズムは、たとえ攻撃が成功しても、ネットワークの安全確保にリソースを使うよりも、ネットワークを攻撃する方がより多くのお金を失うように設計されている。Consensysによれば、ネットワークのバリデータの3分の1を支配する攻撃者が、委員会のバリデータの3分の2を支配して攻撃を成功させることができる確率は10億分の1以下であるという。

PoS（プルーフ・オブ・ステーク）を利用したトッププロジェクト

カルダノ Cardanoは、分散型パブリックブロックチェーンおよび暗号通貨プロジェクトで、完全にオープンソースです。Cardanoは、これまで開発されたどのプロトコルよりも高度な機能を実現しようとするスマートコントラクトプラットフォームを開発しています。科学的な哲学と研究第一主義のアプローチから進化した最初のブロックチェーンプラットフォームです。開発チームは、専門エンジニアと研究者の大規模なグローバル集団で構成されています。

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Solana: Solanaは、シングルチェーン、委任型Proof-of-STAKEプロトコルであり、分散性や安全性を犠牲にすることなくスケーラビリティを実現することに重点を置いています。

Solanaのスケーリングソリューションの中核は、Proof-of-History（PoH）と名付けられた分散型クロックで、信頼できる単一の時間源が存在しない分散型ネットワークにおける時間の問題を解決するために構築されています。PoHはVerifiable Delay sを使用することで、各ノードがSHA256計算でタイムスタンプをローカルに生成することを可能にします。これにより、ネットワーク上でタイムスタンプのブロードキャストが不要になり、ネットワーク全体の効率が向上します。

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Polkadot Polkadotの開発は、セキュリティ、スケーラビリティ、およびイノベーションのための最も堅牢なプラットフォームを提供するために軌道に乗っています。現在、Polkadotはガバナンスと須藤の除去のフェーズでローンチしています。

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結論

Proof-of-Stakeを使用する暗号通貨はイーサリアムが初めてではありません。Algorand、Cardano、Cosmos、EOS、Polkadot、Tezosはすべて、何らかのバージョンのProof-of-Stakeを実装しています。ちなみに、イーサリアムのネットワークは現在、イーサリアム2.0へのアップグレードの初期段階にある。人々はネットワーク上にETHを賭けているが、まだ使用できる状態ではありません。

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