コンセンサスアルゴリズム

仮想通貨を調べれば必ず一度は出てくる言葉が、このコンセンサスアルゴリズムです。今回は、初心者向けに コンセンサスアルゴリズムについてお伝えしていこうと思います。

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とは、日本語に直訳すると「合意方法」という意味になります。

「どのようにデータの正しさを担保しているのか」を検証するための仕組みやルールのことです。

仮想通貨に欠かせないブロックチェーンですが、このコンセンサスアルゴリズムによって管理方法が決まるのです。

ブロックチェーンは中央管理者が存在せず、不特定多数の参加者が取引を監視しているので、「みんなで監視して正しいトランザクション(取引)をデータとして残そう」というわけです。

コンセンサスアルゴリズムにはProof of WorkProof of Stakeなど、いくつかの種類があります。

どのような種類があるのか、詳しく見ていきましょう。

コンセンサスアルゴリズムの種類

トランザクションの記録は コンセンサスアルゴリズムは主に5つです。

Proof of Work(プルーフ・オブ・ワーク)

Proof of Work(以下PoW)は、現在最も主要な仮想通貨であるビットコインで使われているコンセンサスアルゴリズムです。

トランザクションの記録は、マイニング(別記事で解説)という方法によりマイナー (計算のプロ) たちが記録や計算処理を行っています。

マイニングの作業は、 本来であれば、各マイナーの処理はみな同じになるはずですが、計算ミスや改ざんにより全員の答えが一致しないことがあります。

そこでPoWでは、最も早く計算処理を行ったマイナーの結果を正しいものとし、合意を形成するものとします。

つまりProof of Workとはその名の通り、「仕事による証明」なのです。

仮想通貨のイーサリアムも、もともとはPoWを検証方法としていまし た。

ただし、この方法はマイニング用の高性能なコンピュータを使用するため、膨大な電気代がかかってしまい、環境にもあまりよくないことが難点とされています。

Proof of Stake(プルーフ・オブ・ステーク)

Powの欠点を補うべく生み出されたのがProof of Stake(以下PoS)です。

2019年にイーサリアムがコンセンサスアルゴリズムPoWからPoSに変えたことで一躍話題となりましたね。

この方法は、その通貨の保有量を元に報酬を受け取るというシステムです。

詳しくは「仮想通貨のステーキングとは?」の記事でも解説しているので、そちらもぜひチェックしてみてください。

PoWのように莫大な電力を使うことなく検証が行えるPoSですが、デメリットとしては、一定数の通貨を保有していなければステーキングで報酬を得ることができないことです。

保有量が多ければ多いほど有利になるので、「全員が平等に参加できるシステム」とは言えないようです。

Proof of Consensus(プルーフ・オブ・コンセンサス)

Proof of Consensus(以下PoC)とは、発行主体が認めた者のみが検証作業を行うことができるというシステムです。

この取引の承認作業のことを「バリデーター」と呼び、バリデーター同士での取引となるため、悪意のあるバリデーターによる不正行為を防ぐことができる、比較的に安全な方法です。

主にこのコンセンサスアルゴリズムを使用している通貨はXRP(リップル)で、この方法を採用したことにより、圧倒的なスピードでの取引を実現しています。

しかし、この方法は管理する側が不正を行っていても見抜くのがなかなか難しく、「中央集権的だ」という批判も寄せられているようです。

Proof of Importance(プルーフ・オブ・インポータンス)

Proof of Importance(以下PoI)とは、通貨の保有量と取引回数など、いくつかの指標をもとに総合的にブロック生成者を決めるシステムです。

この方法は非常に珍しいとされており、唯一導入しているのが仮想通貨ネム(XEM)です。

とても特殊なコンセンサスアルゴリズムなので、今のところ詳しいメリット・デメリットは明確ではありませんが、流通すれば公平性を重視したデータ検証ができるともされています。

ちなみに、ネムは取引承認やブロック生成作業のことをマイニングではなく「ハーベスト」(収穫)と呼んでいるようです。

Delicate Proof of Stake (デリケート・プルーフ・オブ・ステーク)

Delicate Proof of Stake(以下DPoS)は、PoSの進化版ともいえるもので、LSK(リスク)という仮想通貨が導入しています。

PoSでは、通貨の保有量で誰が検証を行う権利を獲得できるかが決まると説明しましたが、DPoSの場合は、「通貨の保有量が多い人」が優先されるだけでなく、保有量に基づいた投票が行われ、そこからブロック生成者が決まります。

近年ではDPoSを導入する仮想通貨も増加傾向にあるようです。

コンセンサスアルゴリズム まとめ

ひとえにコンセンサスアルゴリズムといっても様々な種類がありますし、仮想通貨によって特徴を生かしているようですね。

各コンセンサスアルゴリズムにはそれぞれのメリット・デメリットが存在しますが、目的は同じで、「実際にあったことのない人とでも正当な取引をするためにはどうすればよいか」という課題に真摯に向き合っているようですね。

今後また新たなコンセンサスアルゴリズムが生まれれば、さらに公平性の高い、かつスピーディーな取引ができるようになることが期待できますね。

ブロックチェーンにおいては、中央管理者が存在せず、不特定多数の参加者が取引を監視しています。

例えば、新規の取引があり、その正当性を判断する場合、参加者全員の合意(コンセンサス)が必要になります。

そしてその合意をどのように集めるのかという方法がコンセンサスアルゴリズムなのです。

ビットコインの場合にはProof of Work(プルーフオブワーク)というコンセンサスアルゴリズムが採用されています。

ビットコインではPoWが採用されているといいました。では他の仮想通貨はどんなコンセンサスアルゴリズムを採用しているのでしょうか。以下にまとめましたのでご覧ください。

  • イーサリアム Proof of Stake(プルーフオブステーク)
  • リップル Proof of Consensus(プルーフオブコンセンサス)
  • ネム Proof of Importance(プルーフオブインポータンス)
  • リスク Delegated Proof of Stake(デリゲイティットプルーフオブステーク)