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コンセンサスアルゴリズムを理解しよう!PoS、PoIとPoWの違い

2018.09.03

コラム

コンセンサスアルゴリズムを理解しよう!PoS、PoIとPoWの違い

仮想通貨に関わるなら知っておきたい基礎
昨今、さまざまなところで話題になるブロックチェーン技術ですが、中でもそれを基盤技術に広がる仮想通貨(暗号通貨)は、その将来性や利便性、投資資産としての魅力も相まって、幅広い関心を集めています。

今後もさまざまな展開が見込まれるブロックチェーンと仮想通貨の領域ですが、正しく情報を理解するには、この世界特有の専門用語をある程度身につけることが欠かせません。実際に取引を始めていても、頻出の基礎ワードを正しく説明できる方は案外少ないものですが、基礎概念やその意味をきちんと理解しているかどうかで、その後の運用結果などには大きな差が生じてきます。

ですから、なんだか難しそうと敬遠せず、ひとつひとつ身につけていくように心がけましょう。そうした学びをサポートすべく、今回はマイニングのコンセンサスアルゴリズムにスポットを当て、しばしば目にされるPoSやPoIとは何なのか、またこれらとPoWとの違いはどこにあるのか、解説していくこととします。

コンセンサスアルゴリズムとは?
仮想通貨関連で散見される「P」を頭に据えた用語、PoWやPoS、PoI、PoC、PBFTなどは、いずれもコンセンサスアルゴリズムと呼ばれるものの種類を示しています。ではコンセンサスアルゴリズムとは何かですが、ごく簡単にいうと、取引の正しさをチェックし承認する人を決める方式(アルゴリズム)のこと、合意形成を図るためにとる仕組みのことです。

ご存じの通り、ブロックチェーンは参加者が互いに真正性を保証し合う、特定の管理運営主体をもたない非中央集権的なシステムを最大の特徴とします。ブロックチェーンには、すべてのデータが記録・保持され、経時的に生み出されたブロックでチェーン状につながっていくことで、不正・改竄がきわめて困難な仕組みが生み出されています。

このブロックそのものの生成と、記録する取引内容を確認して正しいと認められたものを記録、正式に新たなブロックとして、チェーンにつなぐ作業のことをマイニングと呼び、そこで必要となる膨大な計算処理を、報酬をかけて参加有志が行うようになっていますが、この最終チェック者をどう選ぶか、ブロックチェーンネットワークで、活動対価としての報酬や発言権を得るノード(参加者)をいかに決定するか、その方式や基準がコンセンサスアルゴリズムなのです。

PoS、PoIとは?それぞれの特徴をチェック!
何をもってノードを選ぶのが公平・公正か、その考え方にはさまざまな方向性があり、現在も議論が続いています。PoWやPoS、PoIといった先のワードは、そうした中で見出されてきたアルゴリズムの代表的なものであり、それぞれに特徴やメリット・デメリットがあります。

仮想通貨によって採用しているものが異なり、取引の傾向や通貨の性格などにも影響を与えるものとなっていますから、ぜひその違いをここで理解しておきましょう。

以前にもご紹介したPoWは、もっともシンプルで広く使用されているもので、Proof of Workを略したもの、もっとも速く計算処理を行った人、多く仕事をした人に報酬・発言権を与え、合意形成を進めるものです。知名度の高いビットコインは、この方式を採用しています。

これに対し、PoSとは“Proof of Steak(プルーフ・オブ・ステーク)”の略で、通貨を多く保有している人、資金所持割合の高い人が発言権を得ます。PoWのデメリットを克服する仕組みとして考え出されており、対象となる仮想通貨の保有量に保有年数を乗じた値が高い人に報酬や承認の権利が与えられていきます。ビットコインに次いで知名度・人気の高いイーサリアムは、このPoSを採用しています。

PoWのように高性能コンピュータでの膨大な計算処理を求めませんから、電力消費や環境面の問題を回避しやすくなります。またPoWでは、そうした個人では到底不可能なリソースを投入した特定のマイニング集団が、大きな力を有するようになり、処理の過半を専有するようになると、不正な取引を正しいものとしてしまえる51%攻撃のリスクがありますが、PoSでは同様の攻撃を仕掛けようとすると、非常に多額の資金(コイン)が必要となり、大きなコストがかかります。

それだけのコストをかけて、攻撃成功の事態を引き起こした結果、通貨の信頼性に大きな傷がつき、価格の大幅下落を招く可能性が高いとなれば、そうした行動をとる者が出るリスクは大幅に低下します。こうしたPoWの問題点を解消するところに、PoSのメリットがあります。

一方で、PoSにもやはりデメリットはあります。たとえば、資金の所持割合が問われるため、貧富の格差を招きやすいことが挙げられるでしょう。また、その通貨を多量に長く保有するということ自体に報酬を与える仕組みであることから、通貨としての流動性が損なわれる恐れもあります。

残るひとつ、PoIはどうでしょうか。これは“Proof of Importance(プルーフ・オブ・インポータンス)”の略で、参加マイナーのランク付けを行い、そのランクの高さ、重要度によって承認・報酬獲得の権利を決め、分配していくものです。

ランク付けの基準となるのは、その通貨の保有量や取引数、取引量で、多く資金を所持しており、かつ積極的に送金や売買など取引を行った人、活発な流通を促した人が重要度の高い存在と扱われます。なお、このPoIを採用している仮想通貨には、NEM(ネム)があります。

PoIは、先述のPoSに取引数と取引量という基準を追加することで、活発な取引経済圏の創出に寄与した人を評価、通貨の流動性低下を招くというデメリットを解消し、流動性のアップと市場が創出されやすい環境づくりを促せるようにした点が、最大のポイントです。

流動性を高めることは、極端な貧富格差を生みにくくすることにもつながり、その通貨に対する総合的な貢献度で評価される仕組みとして、より平等な世界が築かれやすいとも考えられています。

しかし現状では、やはりNEMの保有量が多い人に市場が独占されるなど、参入ハードルが高い状況が続いており、結局は富裕層が有利である、格差解消のメリットがうまく機能していないといった指摘もなされています。

いかがでしたか。このようにコンセンサスアルゴリズムには、それぞれに違いがあり、メリット・デメリットがあります。先に存在する方式の問題点を解消するかたちで開発が進められ、進化を遂げてきているともいえますから、今後より理想的なアルゴリズムが登場し、それが全体標準となっていくかもしれません。基礎知識を身につけるとともに、新たな動向にも注意していきましょう。

(画像は写真素材 足成より)