ブロックチェーン上のコンセンサスPoWは実際にどのように機能しますか？

プルーフ・オブ・ワーク (PoW) は、多くのブロックチェーンネットワークの運用を形作ってきたコンセンサスメカニズムです。しかし、何がそれを特別にし、なぜマイナーはこれほど多くの計算リソースを動員することを受け入れるのでしょうか？

基本原則：謎を解いて検証する

ブロックチェーンのPoWの中心には、シンプルでありながら巧妙な論理があります。マイナーは無作為に推測するのではなく、意図的に複雑な暗号問題を解決する必要があります。これらの数学的問題は、解決するために considerable な計算能力を必要としますが、一度解決策が見つかると、ネットワークのどのノードでも即座にそれを検証できます。

コードを解読した最初のマイナーは、次のトランザクションブロックを追加し、その報酬を受け取ることができます。これは、最も速い者だけが勝つ競争モデルです。ビットコインの創設者であるサトシ・ナカモトは、不正なプレーヤーがコントロールを握るのを防ぐために、このシステムを正確に設計しました。

なぜハッキングが難しいのか

PoWの真の強みは、その非常に高い防御コストにあります。ブロックチェーン上のデータを操作し、履歴を書き換えるには、攻撃者はネットワークの総ハッシュレート(の50%以上のハッシュパワーを制御する必要があります。これが悪名高い「51%攻撃」です。

小さなネットワークでは理論的には可能です。しかし、Bitcoinや他のPoWに基づく大きなブロックチェーンネットワークではどうでしょうか？ほぼ実現不可能になっています。なぜなら、計算能力を借りたり所有したりするための電力、機材、時間のコストが、得られる利益をはるかに超えているからです。これは非常に効果的な経済的障壁です。

マイニング競争を支える報酬システム

サトシ・ナカモトは単にセキュリティメカニズムを作っただけでなく、経済も設計しました。マイナーは、取引手数料と新たに作成されたビットコインという2つの方法で報酬を受け取ります。これが、数千の参加者が分散型でネットワークを維持する競争の激しい環境を生み出しました。

環境コストの議論

セキュリティの利点にもかかわらず、ブロックチェーンにおけるプルーフ・オブ・ワークは高いコストを伴います：膨大なエネルギー消費です。この問題は、業界がプルーフ・オブ・ステーク )PoS(のような代替手段を探求するきっかけとなりました。これらの新しいコンセンサスは、環境への影響を大幅に削減しながら、同等のセキュリティを提供することを目指しています。

PoWとPoSの選択は簡単ではありません：それは歴史的に実証されたセキュリティとエネルギー効率の間の仲裁です。ビットコインはプルーフ・オブ・ワークに忠実であり続けることを選択しましたが、他のブロックチェーンネットワークは代替ソリューションに採用または移行しました。