初心者向けガイド：PoWとPoSの比較

はじめに

あらゆるブロックチェーンネットワークには、不正行為や操作を防止する仕組みが必要です。公正な行動を強制するルールがなければ、ユーザーが同じコインを二度使用したり、取引履歴を自分に有利になるように書き換えたりすることを阻止することはできません。そこで問題となるのは、この仕組みを導入するコストはどれくらいか、誰がそのコストを負担するのか、そして誰がそれを管理するのか、ということです。

この質問に対する最も一般的な回答は、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）とプルーフ・オブ・ステーク（PoS）の2つであり、それぞれ対照的なアプローチを採用しています。PoWは大量の電力を消費するのに対し、PoSは資金の凍結に依存しています。どちらも不正行為を困難にしますが、その方法は電力、制御、速度、そして実際に参加できる人に関して、非常に異なるトレードオフを生み出します。

ビットコインは2009年からPoW（プルーフ・オブ・ワーク）を採用している。イーサリアムも当初はPoWを採用していたが、2022年にPoS（プルーフ・オブ・ステーク）に移行した。初心者が最初に接する2つのネットワークにおけるこの分裂は、この選択の重要性と、どちらのモデルが長期的に見て優れているかについて、賢明な人々の間で意見が分かれる理由を最も明確に示している現実世界の事例である。

キーポイント

• PoW（プルーフ・オブ・ワーク）は、ハードウェアの消費、電力、ハッシュレートの競合などを通じて、攻撃コストを高くする。
• PoS（プルーフ・オブ・ステーク）は、資金凍結、監査義務、罰金などを通じて、攻撃に多大なコストを課す。
• ビットコインは依然としてPoW（プルーフ・オブ・ワーク）を使用しているが、イーサリアムはThe Mergeを通じてPoS（プルーフ・オブ・ステーク）に移行した。
• どちらのモデルも、手数料、速度、分散化、ユーザーセキュリティといった問題を自動的に解決するものではない。

プルーフ・オブ・ワークとプルーフ・オブ・シェア：分かりやすい解説

新しいトランザクションがブロックチェーンにブロードキャストされると、ネットワーク内のすべてのノードがその有効性とブロックチェーンの台帳における位置について合意する必要があります。この合意プロセスはコンセンサスと呼ばれ、ルールを遵守するよりも不正行為を行う方がコストが高くなるような仕組みが必要です。

プルーフ・オブ・ワーク（PoW）とプルーフ・オブ・ステーク（PoS）は、最も広く利用されている2つのコンセンサスアルゴリズムであり、それぞれ異なる方法でこの問題に対処しています。プルーフ・オブ・ワークでは、マイナーはブロックを追加する権利を得るために、相当な計算能力を消費する必要があります。一方、プルーフ・オブ・ステークでは、バリデーターは担保として仮想通貨を保有する必要があり、不正行為を行った場合はこの担保を失うリスクを負うことになります。

どちらのモデルも、根本的な問いに答えています。それは、「次のブロックを追加する権利は誰にあるのか、そしてネットワークの他の参加者はなぜその権利者を信頼すべきなのか」という問いです。違いは、それぞれのモデルがリスクにさらす希少なリソースにあります。プルーフ・オブ・ワークではハッシュパワーと電力がリスクにさらされますが、プルーフ・オブ・ステークでは準備資本、バリデーターの評判、プロトコルペナルティがリスクにさらされます。そもそもトランザクションがどのように記録されるのかをまだ理解していない場合は、ブロックチェーンとは何かについてのガイドで基本を学ぶことができます。

違い	ماذايعني
ブロック製品	PoWはマイナーを使用する。PoSはバリデーターを使用する。
希少資源	PoWは計算処理に依存する。PoSは予約通貨に依存する。
攻撃のコスト	PoW攻撃者は継続的なハッシュパワーを必要とする。PoS攻撃者は十分な割り当て量とペナルティのリスクを必要とする。
エネルギー消費	PoW Plusは本質的に電力を消費します。PoSはブロック生成に必要なエネルギーがはるかに少なくて済みます。
主要な集中リスク	PoWはマイニングプールとハードウェアへのアクセスを中心に構築される。PoSは大規模なバリデーター、流動資産の保管、および取引所を中心に構築される。
ユーザーの誤解	PoWは、すべてのマイナーがフルノードを管理することを意味するものではありません。PoSは、すべてのステークホルダーがバリデーターを管理することを意味するものでもありません。

このトレードオフは、単一の出発点を持つ2つの経路として視覚化できます。トランザクションは両方の経路に入ります。プルーフ・オブ・ワークは、候補ブロック、マイナー、ハードウェア、電力、勝者ハッシュ、およびコントラクト検証によって制御されます。プルーフ・オブ・ステークは、候補ブロック、バリデーターの選択、認証、ファイナリティ、および不正行為に対するペナルティによって制御されます。

これらのメカニズムについてさらに深く知りたい場合は、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）とプルーフ・オブ・ワーク（PoW）に関するガイドをご覧ください。

プルーフ・オブ・ワーク（PoW）は、どのようにブロックチェーンのセキュリティを確保するのでしょうか？

プルーフ・オブ・ワーク（PoW）は、マイナーがブロックを追加する前に計算能力を消費することを強制することで、ブロックチェーンのセキュリティを確保します。この作業は他のノードによって容易に検証できますが、攻撃者が大規模に再現するには非常にコストがかかります。

ビットコインはその最も有名な例です。オリジナルのホワイトペーパーで、サトシ・ナカモトはハッシュベースのプルーフ・オブ・ワーク（PoW）チェーンについて説明しました。このチェーンでは、古い記録を変更するには、その記録の背後にある作業を再実行し、正しいチェーンに追いつく必要があります。

鉱業、小売業、および作業証明（PoW）の難しさ

マイニングとは、候補ブロックを作成し、ネットワークの難易度要件を満たすハッシュを探すプロセスです。マイナーは、結果として得られるハッシュが基準に一致するまで、nonceやその他のブロックデータを変更します。これは、有効な結果が見つかるまで繰り返し計算することでチケットが生成される宝くじに例えることができます。最初に当選ハッシュを見つけたマイナーがブロック報酬を獲得します。

ビットコインのホワイトペーパーでは、このプロセスはSHA-256ハッシュが特定の数のゼロビットで始まるような値を探すことだと説明されています。また、ビットコインはPlusがネットワークに参加した際にブロックが急速に生成されないように、難易度を自動的に調整します。プロセスの一般的な流れは以下のとおりです。

• 取引データはネットワークに送信されます。
• マイナーは有効なトランザクションを収集して候補ブロックを作成します。
• マイナーはブロックデータを繰り返しハッシュ化する。
• 最初の有効なブロックがブロードキャストされます。
• 契約では、ブロックを受け入れる前にその内容を検証します。

この最終検証ステップは非常に重要です。マイナーはブロックを提案するために競い合いますが、コントラクトは依然としてルールを強制します。ブロックが存在しないコインを使用したり、コンセンサスルールに違反したりした場合、コントラクトは投入された作業量に関係なく、そのブロックを拒否します。

マイニングはプルーフ・オブ・ワーク（PoW）のセキュリティにどのような付加価値をもたらすのでしょうか？

この仕組みにより、ソフトウェアのコピーや多数の偽アカウントの作成では偽装できない外部コストがチェーンに発生します。マイナーは、ブロック報酬や手数料を競う前に、ハードウェア、エネルギー、冷却、スペース、メンテナンス、運用にかかる費用を支払わなければなりません。これは環境問題に対する批判の源泉でもあります。プルーフ・オブ・ワークは、ブロック生成を希少なものにするために、意図的にエネルギーを消費します。

このトレードオフが妥当かどうかは、このネットワークが果たす役割をどう捉えるかによって決まる。支持者は、真のコストを考慮すれば、検閲耐性と中立的な決済手段は正当化されると主張する。しかし、批判者は、同等のセキュリティははるかに少ないエネルギー消費で達成できると主張する。

マイナーのインセンティブとブロック生成タイミングは、主に4つの要因から成り立っています。

• ブロック補助金は、プロトコルの発行スケジュールに従って新しいコインを生成します。ビットコインの場合、ビットコインの半減期によって、この補助金は約4年ごとに減少します。 （詳細については、ビットコイン半減期に関するこちらのガイドをご覧ください！）
• 取引手数料は、取引をデータに含めることの見返りとしてマイナーに支払われます。
• 市場競争により、鉱山会社はより安価なエネルギーとより効率的な設備を求めるようになっている。
• ハッシュパワーが変化した場合でも、難易度を調整することでブロック生成タイミングの安定性を維持できます。

プルーフ・オブ・ワークにおいて、真のコストは、トランザクション記録の書き換えを困難にするためのセキュリティコストである。このコストを取り除けば、セキュリティモデルは根本的に変わるだろう。

プルーフ・オブ・ワーク（PoW）はどこで中心的な役割を維持できるのか？

マイニングの経済性が大規模な運用を優遇する限り、プルーフ・オブ・ワークは依然として中心的な役割を果たす。小規模な家庭用マイナーはハードウェアを稼働させることができるが、産業規模のマイナーは、より有利な電気料金、設備へのアクセス、冷却システム、資金調達、そしてより長い稼働時間といったメリットを享受できることが多い。仮想通貨マイニングが産業として成熟するにつれ、この格差は拡大している。

マイニングプールは、さらに別の側面を加える。プールを利用することで、複数のマイナーがハッシュパワーを統合し、収益を効率化できる。しかし、プール運営者はブロック生成と報酬の分配を調整するため、大きな影響力を持つようになる。これは運営者がすべてのハードウェアを所有することを意味するわけではないが、リソースを集中させる強い圧力を生み出すことになる。

PoWにおける中央集権化の圧力は、複数の市場層から生じている。

• エネルギー市場と地域電力契約。
• ASIC製造と効率的なデバイスへのアクセス。
• ホスティング設備、資金調達、稼働時間。
• 地域社会の行動と地域組織。

これらの勢力は合意されたルールの外に存在するが、それでも誰が採算の取れる採掘を行えるかを決定づける。

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）は、どのようにブロックチェーンのセキュリティを確保するのでしょうか？

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）は、バリデーターがブロックの提案や承認を行う際に、資金をロックし、プロトコル規則に従うことを義務付けることで、ブロックチェーンのセキュリティを確保します。不正行為は、スラッシングを採用しているシステムにおけるステークの喪失など、罰則につながる可能性があります。

イーサリアムはプルーフ・オブ・ステーク（PoS）の最も普及した例ですが、PoSは単一の同一のテンプレートではなく、様々な設計の集合体です。ネットワークによっては、直接バリデーターグループを使用するものもあれば、委任、候補バリデーター、あるいはハイブリッドメカニズムを使用するものもあります。正確な比較を行うには、誰が検証できるのか、どのようなリスクを負うのか、そして問題が発生した場合にシステムがどのように対応するのかといった点について検討する必要があります。

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）監査人、ステーク、およびブロック提案

バリデーターとは、ネットワークに必要な資産がステーキングされた後、ブロックの提案、検証、または認証を支援する参加者のことです。イーサリアムネットワークでは、バリデーターを実行するには、プロトコルに少なくとも32 ETHをステーキングする必要があります。これは個人ユーザーにとって大きなハードルとなるため、多くの人がクラウドステーキングサービスを利用していますが、これにはトレードオフが伴います。これについては次のセクションで説明します。

監査人の職務はチェーンによって異なりますが、基本的な責任はほとんどのプルーフ・オブ・ステーク（PoS）ネットワークで共通しています。

• インターネットへの接続を維持し、システムの稼働時間を確保する。
• クライアントプログラムのルールに従ってください。
• 期限内に手紙に署名する。
• ネットワークが法的連鎖について合意できるよう支援する。

イーサリアムの具体的な仕組みについて学ぶには、イーサリアムストレージの仕組みに関するガイドを参照してください。このガイドでは、バリデーターの設定、ストレージ報酬、運用リスクについてより詳細に解説しています。

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）におけるスラッシングとペナルティ

スラッシングとは、同じ高さで矛盾する2つのブロックに署名する（二重署名とも呼ばれる）といった悪意のある行為に対して、監査人のステークの一部を削除するペナルティのことです。これは、攻撃を理論上禁止するのではなく、経済的に大きな負担となるように設計されています。

すべてのミスが減点につながるわけではなく、この区別はリスクを理解する上で重要です。多くのシステムでは、ダウンタイムや課題の未完了に対しても少額のペナルティが課されるため、監査担当者は攻撃行為を行わなくてもオフラインになっただけで報酬を失う可能性があります。減点の対象となる行為は、はるかに深刻な問題として扱われます。

監査リスクはいくつかのカテゴリーに分類されます。

• ダウンタイムは報酬を減少させる可能性がある。
• 準備不足は課題の提出漏れにつながる可能性がある。
• 二重署名は、割引や株式の損失につながる可能性があります。
• 隔離保管は、プロトコルリスクに加えて、取引相手リスクを増大させる可能性がある。
• 顧客側の入力ミスは、同じプログラムを共有する複数の監査担当者に影響を与える可能性があります。

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）は、主要なセキュリティコストをエネルギー消費から経済的リスクへと移行させる。攻撃者はネットワークを混乱させるのに十分なステークを獲得または支配する必要があり、さらにプロトコルとコミュニティが攻撃を検知した場合にそのステークを失うリスクを負うことになる。

シェアを委任することと、監査役を運営することは同じではありません。

ステーク委任とは、バリデーターやその他のサービスに、あなたに代わって参加してもらうことを意味します。これは、バリデーターのハードウェアを運用したり、クライアントを選択したり、鍵を管理したり、ブロックに直接署名したりすることとは異なります。

この違いは、分散化にとって重大な意味を持つ。ネットワークには数百万ものトークン保有者がいても、実際のブロック生成作業は、少数のバリデーター、倉庫サービス、あるいは取引所が管理するアカウントに依存している。

リスクは複数の箇所に現れる。

• 証券取引所は、保有する株式を通じて、重要な経営上の選択肢をコントロールする可能性がある。
• ストレージサービスは、ユーザーの入力なしにチェッカーを設定することを選択する場合があります。
• 使用される液体保管コードは、バリデーターのオペレーターとは完全に切り離されている可能性がある。

液体保管ガイドでは、この章の仕組みと、柔軟性を得るためにユーザーが妥協しなければならない点について説明しています。監査を他者が管理している場合、保管による収益はリスクのない収入と解釈すべきではありません。

プルーフ・オブ・ワークとプルーフ・オブ・シェア：セキュリティ上の違い

プルーフ・オブ・ワーク（PoW）とプルーフ・オブ・ステーク（PoS）のセキュリティメカニズムは、それぞれ異なるセキュリティ予算に基づいているため、攻撃戦略と復旧経路は同一ではありません。公平な比較を行うには、攻撃コスト、検出可能性、攻撃の最終性、社会的連携、ソフトウェアの複雑さを区別する必要があります。

PoW攻撃は通常、正当なマイナーを圧倒するのに十分なハッシュパワーを継続的に確保する必要があります。一方、PoS攻撃は通常、最終結果を無効にしたり、矛盾する記録を作成したりするために、十分な割り当て量、委任された制御、またはバリデーターへの影響力が必要となります。どちらのモデルも、パワーが集中した場合や、危機発生時にネットワークの対応が不十分な場合は失敗する可能性があります。

秘密の質問	PoWとPoSを比較する方法
攻撃者は何を制御すべきか？	PoWにはハッシュパワーが必要です。PoSにはステーク、バリデーターキー、または委任された制御が必要です。
ストライカーはいくら使うのか？	PoW攻撃者は、ハードウェアへのアクセス、エネルギー、機会費用といったコストを負担する。一方、PoS攻撃者は、資本と罰金のリスクを負う。
攻撃は迅速に繰り返される可能性があるか？	PoW攻撃は、ハッシュパワーが利用可能な限り継続可能です。PoS攻撃者は、ステークを失ったり、出退出や再参加に制限を受けたりする可能性があります。
その取引はどの程度最終的なものですか？	PoWは、Plusブロックを追加することで確率的なファイナリティを実現します。PoSは、設計によっては明示的なファイナリティを提供できます。
他にどんな問題が起こりうるだろうか？	PoWはマイニングプールを中心に構築できる。PoSはバリデーター、リキッドステーキング、カストディアンを中心に構築できる。

すべてのブロックチェーンにおいて、単一のモデルがより安全であると証明することはできません。セキュリティは、資産価値、参加者の分布、顧客の多様性、ガバナンス基準、そしてユーザーがブロックを独自に検証できるかどうかによって左右されます。

プルーフ・オブ・ワーク（PoW）とプルーフ・オブ・ステーク（PoS）における51%攻撃とは何ですか？

51%攻撃とは、攻撃者がブロック生成能力を十分に獲得し、トランザクションの順序付けを妨害したり、二重支払いを試みたりすることを指します。この用語は普遍的に使われているように見えますが、その仕組みはチェーンで使用されるコンセンサスモデルによって異なります。

プルーフ・オブ・ワーク（PoW）では、51%攻撃とは、通常、ブロックを再編成するのに十分な期間、実効ハッシュパワーの過半数を支配することを意味します。プルーフ・オブ・ステーク（PoS）では、最小閾値はチェーン設計によって異なります。イーサリアムネットワークでは、ステークの3分の1または3分の2以上を支配すると、端末の遅延からより深刻な端末攻撃まで、さまざまなレベルの混乱を引き起こす可能性があります。この場合、攻撃者は単にマシンをレンタルしているだけでなく、自身のステークをペナルティや社会的孤立のリスクにさらしていることになります。

攻撃からの復旧方法も様々である。

• PoW（プルーフ・オブ・ワーク）の回復は、多くの場合、誠実な小売業の力、経済的インセンティブ、そしてさらなる確認を待つ取引所の動向に左右される。
• POSにおける復旧には、「スラッシュ」ペナルティ、非アクティブ状態の漏洩、顧客対応、ソーシャルコーディネーション、フォーク選択の決定などが含まれる。
• 攻撃規模が十分に大きければ、どちらのモデルも複雑な人的連携を必要とする可能性がある。

初心者がよく犯す間違いは、「51%」という数字がどこでも全く同じ仕組みを意味すると誤解することです。これは、チェーンが履歴レコードを選択するために使用するリソース制御の略語であり、このリソースはシステムごとに異なります。

最終製品は、ブロックチェーン上でのユーザーエクスペリエンスをどのように変化させるのでしょうか？

最終的な値は、ユーザーが取引が取り消されないとどの程度確信しているかを示します。これは、ウォレット、ブリッジ、取引所を利用するすべての人にとって重要です。なぜなら、これらのサービスはそれぞれ、取引が安定しているとみなされるまでにどれくらいの期間待つ必要があるかを指定しているからです。

プルーフ・オブ・ワーク（PoS）では、トランザクション後にブロックが追加されるたびに信頼度が高まります。絶対的な上限はなく、確率が高まるだけです。明示的に最終決定権を持つPoSシステムでは、バリデーターがブロックを最終決定権を持つブロックに投票できます。イーサリアムネットワークでは、割り当てられたイーサの総量（ステーキングされたイーサ）の少なくとも66%によって支持されたブロックが最終決定権を持ち、ウォレット、ブリッジ、およびアプリケーションの決済に関する考え方が変わります。

ユーザーにとって、最後の3つのデイリーチェックポイントが変更されます。

• ウォレットが資金を表示するまでに待機している承認数。
• ブリッジまたはアプリケーションが取引を決済してから引き出しを許可するまでの遅延時間。
• 証券取引所はどれくらいの速さで預金を補充するのか？

これにより、すべてのPOSチェーンがデフォルトでより安全になるわけではありません。バリデータープールが集中している場合や、顧客のエラーが複数のバリデーターに分散している場合、最終的な解決策は単純なアップグレードではなく、ストレスの原因となる可能性があります。

作業証明とシェア証明：エネルギー消費、設備、参加コスト

プルーフ・オブ・ワーク（PoW）とプルーフ・オブ・ステーク（PoS）のメカニズムでは、エネルギー消費量が大きく異なります。それぞれが異なるリソースを用いてネットワークのセキュリティを確保しているからです。PoWでは、電力と機器の競合がブロック生成コストとなります。一方、PoSでは、ロックイン資本、監査プロセス、ペナルティがブロック生成コストとなります。

イーサリアムのプルーフ・オブ・ステーク（PoS）への移行は、この点で最もよく知られた事例研究と言えるでしょう。イーサリアムは2022年9月15日にこの移行を完了し、エネルギー消費量を約99.95%削減することに成功しました。この数値はPoSベースのすべてのチェーンにそのまま適用できるものではありませんが、大規模なネットワークがマイニングを停止した際に生じる大きな変化を示しています。

コスト	それはどこに現れるのですか？
電気	PoW（捕獲された金属）は、継続的なエネルギーコストと冷却コストが発生する。
ハードウェア	PoWマイナーは、ホスティング費用やメンテナンス費用に加えて、一部のネットワークではASICやGPUを使用することで競争している。
ロックされた資本	POSバリデーターはトークンをロックまたは承認します。
作戦準備態勢	POS端末のバリデーターには、信頼性の高いインフラストラクチャと効率的な鍵管理が必要です。
ペナルティ	POS監査担当者は、不適切な行為を行った場合、報酬または自身の取り分を失う可能性があります。

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）は、基盤となるノードの運用コストを削減できる可能性があるが、必要なステーク額が高い場合は、直接検証には依然として費用がかかる。プルーフ・オブ・ワーク（PoW）では誰でもブロックを検証できるが、小規模な参加者にとっては競争的なマイニングは手の届かないものとなる可能性がある。

鉱業と貯蔵における分散化のリスク

経済力が拡大を求める傾向があるため、マイニングとステーキングの両方において中央集権化のリスクが存在する。プルーフ・オブ・ワーク（PoW）は、エネルギー、ハードウェア、マイニングプールが最も強い場所に集中する可能性がある。一方、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）は、資本、流動性の高いステーキング資金、取引所、バリデーターインフラが最も強い場所に集中する可能性がある。

ブロックチェーンはウォレットの数という点では分散型に見えるかもしれませんが、ブロック生成は中央集権的である可能性があります。また、プールの名称から中央集権的に見える場合もありますが、基盤となるハッシュパワーやバリデーターの運用は、名称が示唆するよりも分散化されている場合もあります。リスクのレベルは、こうした詳細によって決まります。

ツボ	地方分権化への影響
鉱山複合施設	個々の採掘者が設備を所有している場合でも、この組織はブロック型を調整することができる。
ASICデバイスは	特殊な機器は、製造業者や主要な購入者にとってボトルネックとなる可能性がある。
安価なエネルギーへのアクセス	より有利なエネルギー契約を結んでいる鉱山会社は、小規模な競合他社よりも長く持ちこたえることができる。
大手監査法人	より大きな株式を保有する評価機関は、ブロック取引からプラスの機会を得ることができます。
流動性ステーキング	グループステークは、少数のプロトコルまたはオペレーターに影響力を集める可能性がある。
プラットフォームをまたいだステーキング	ストレージサービスを利用することで、ユーザーの共有フォルダを単一の運用体制の下に統合できます。
ノードの要件	高いハードウェア要件や帯域幅要件は、独立した検証を阻害する可能性がある。

目標は、誰がブロックを作成できるか、誰がブロックを検証できるか、誰がトランザクションをブロックできるか、そして主要な参加者が失敗した場合に誰が復旧できるかを理解することです。

マイニングプールとハードウェアの可用性：これらはPoWにおける分散化にどのような影響を与えるのか？

マイニングプールとハードウェアの普及は、プロトコルが完全にオープンであっても、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）の中央集権化を促進する可能性がある。マイナーはハードウェアを所有していても、定期的な報酬の支払いとブロックの調整をプールに依存している場合がある。時間の経過とともに、この依存関係は、たとえ物理的なハードウェアの大部分を所有していなくても、プール運営者に実質的な権力を集中させる可能性がある。

この圧力は3つの層にわたって現れ、それぞれを個別に検討する価値がある。

• アグリゲーターの選択は、ブロックテンプレートの形式と含まれるトランザクションに影響を与えます。
• ハードウェアへのアクセス状況は、特定の難易度レベルにおいて、誰が効率的に採掘できるかに影響を与える。
• エネルギー価格の安さは、ブロック報酬が減少したり競争が激化したりした場合に、誰が利益を維持できるかに影響を与える。

これは、プルーフ・オブ・ワークを自動的に中央集権化するものではなく、むしろ分散化を複数のレベルで検討する必要があることを意味する。具体的には、ノード数、プールの挙動、ハードウェアの可用性、地理的条件、電力契約、マイナーのスワップコストなどが挙げられる。

流動性ステーキング、プラットフォーム、大手監査法人：PoSにおける中心的な要素

流動性ステーキング、プラットフォーム、および大規模なバリデーター運営者は、ユーザーの預金をプールすることで、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）の中央集権化を促進する可能性があります。ユーザーはプラットフォーム上で流動性ステーキングトークンまたは残高を保有し、別の主体が実際のバリデーターインフラストラクチャを運営する場合があります。

流動性ステーキングはアクセス性と流動性を向上させる可能性がある一方で、ガバナンス、監査役の選定、および運用上の依存関係を集中させる可能性もある。

主要なストーカー監視サービス提供業者はすべて同じではありません。追跡ツールを独立した事業者に分散させている業者もあれば、より中央集権的なインフラを使用している業者もあります。ここでのチェック方法は明確です。

• あるプロバイダーが影響力を行使できる市場シェアの量。
• 監査担当者が独立した事業者に分散しているか、単一の組織に集中しているか。
• プロバイダーが事業を停止した場合、規制対象となった場合、または切り替え障害が発生した場合はどうなるのでしょうか？

ノード運用プロセスは、どのようにブロック生成者を検証するのですか？

ノードの機能は、ユーザーがルールを直接確認できるようにすることで、ブロック生成者の正当性を検証します。マイナーまたはバリデーターがブロックを提案しますが、そのブロックが有効かどうかを決定するのはノードです。これらの役割は自動的に重複しないため、ユーザーがブロック生成者を信頼する上で重要です。

初心者はこの違いを見落としがちだ。

• ビットコインマイナーは、完全なビットコインノードとは異なります。
• イーサリアムのバリデーターは、検証されていないイーサリアムノードとは異なります。
• ストーキングクライアントは、各ブロックを直接チェックするのを自動的に支援するわけではありません。

独立したノードが増えると、ユーザーの知らないうちにルールを変更する際のコストが増加する。これは中央集権化に伴うリスクを完全に排除するものではないが、より多くの参加者が検証できるルールに基づいてブロック生成の責任を明確にする。

プルーフ・オブ・ワーク対プルーフ・オブ・ステーク：速度、手数料、スケーラビリティ

コンセンサスはトランザクションの速度と確定性に影響を与えますが、手数料やスケーラビリティを単独で決定するものではありません。手数料は、ブロックサイズ、需要、実行ルール、データの可用性、ウォレットの動作、およびスケーラビリティレイヤーに依存します。

イーサリアムマージはこの違いを明確に示しています。イーサリアムはプルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行しましたが、このアップデートはガス料金の大幅な削減やレイヤー1（L1）スループットの向上を目的としたものではありません。スケーラビリティは、別途策定されるロードマップとレイヤー2（L2）システムに依存します。

ユーザーにとって、考慮すべき事項は、単に合意形成メカニズムに名前を付けることよりも、より具体的なものです。

• ブロックタイムは、トランザクションが処理される速度に影響します。
• 最終的な結果は、取引を取り消すことがどれほど迅速かつ困難になるかに影響を与える。
• 料金は、限られた区画スペースに対する需要に基づいて決定され、合意のみに基づいて決定されるものではありません。
• ロールアップやその他のレイヤーによって、アクティビティが実際に行われる場所が変わります。
• 橋梁や鎖場を越える移動は、基盤層の平坦化に加えて、それ自体が新たなリスクをもたらす。

PoS はエンドポイントの設計を高速化できますが、PoS チェーンが高速化しても、必ずしもセキュリティが向上したり、自動的にコストが安くなるわけではありません。PoW はベースレイヤーでは遅くなる可能性がありますが、決済速度が遅くなることは、シンプルさと長期的な現金セキュリティを優先するネットワークにとっては許容できるトレードオフとなる場合があります。スケーラビリティに関する用語は、プルーフ・オブ・ワークとコンセンサス機構の境界線を曖昧にする可能性もあります。ゼロ知識証明(ZK 証明) はロールアップやプライバシー システムをサポートできますが、プルーフ・オブ・ワーク (PoW) やプルーフ・オブ・ステーク (PoS) とは異なります。

ビットコインはなぜ今でもプルーフ・オブ・ワーク（PoW）を使用しているのか？

ビットコインシステムは、コミュニティとプロトコルの文化において、シンプルなルール、低いマイニングコスト、そして安易な通貨変更への抵抗が非常に重視されているため、現在もプルーフ・オブ・ワーク（PoW）方式を採用しています。このモデルでは、ブロック生成はトークンの所有権ではなく、電力とハードウェアに依存します。

ビットコインはコンセンサスを通じて変更可能ですが、コンセンサスメカニズムを変更するには、ユーザー、開発者、マイナー、企業、ノードオペレーターの間で幅広い合意が必要となります。現在、ビットコインをプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行するための標準的なロードマップは存在しません。

イーサリアムはなぜプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行したのか？

イーサリアムは、ブロック生成からマイニングを排除し、エネルギー消費を削減し、ネットワークの長期的なロードマップをサポートするために、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）メカニズムに移行しました。この変更は、トークンの切り替えや一般ユーザー向けの新しいチェーンの作成を伴うものではありませんでした。

マージによって、イーサリアムネットワークのセキュリティの仕組みが変わりました。バリデーターがマイナーに取って代わり、ステーキングされたETHがセキュリティ予算の一部となり、ノードオペレーターは今後、コンセンサスと実行クライアントの両方を考慮する必要が生じました。

変革後も変わっていないものは何か？

この変化だけでは、イーサリアムの手数料が安くなったり、スマートコントラクトのリスクがなくなったり、ステーキングがリスクのない利回り重視の商品に変わったりしたわけではありません。コンセンサスアルゴリズムは変更されましたが、ユーザーエクスペリエンスのあらゆる側面が変わったわけではありません。

イーサリアムのトランザクション履歴は「合併」後も継続され、ETH コインは変更されませんでした。古い実行履歴が新しいプルーフ・オブ・ステークのコンセンサスレイヤーに統合されたため、ユーザーはコインを移行する必要はありませんでした。これにより、コンセンサスとアプリケーションを切り離すことができます。分散型金融 (DeFi) アプリケーション、ブリッジ、ウォレット、非代替性トークン (NFT)、ロールアップ、トークン承認はすべて、基盤となるチェーンがマイナーではなくバリデーターを使用しているという理由だけで軽減されるわけではないリスクを伴います。

ブロックチェーンにおいては、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）とプルーフ・オブ・ステーク（PoS）のどちらがより適しているのでしょうか？

プルーフ・オブ・ワーク（PoW）またはプルーフ・オブ・ステーク（PoS）は、そのセキュリティ上の前提がブロックチェーンの目的に合致する場合に、ブロックチェーンに最適です。ビットコインのような決済中心のネットワークは、プルーフ・オブ・ワークのシンプルさとアウトソーシングコストの低さを好むかもしれません。一方、カルダノのエコシステムのようなアプリケーションプラットフォームは、プルーフ・オブ・ステークの永続性、低消費電力、バリデーターベースのアップグレードを好むかもしれません。

小規模なプルーフ・オブ・ワーク（PoW）チェーンは、ハッシュパワーのレンタルや転用が安価な場合、脆弱になる可能性がある。同様に、小規模なプルーフ・オブ・ステーク（PoS）チェーンは、内部関係者や取引所が市場を過度に支配している場合、脆弱になる可能性がある。また、大規模ネットワークは、使用するモデルに関わらず、ガバナンス、ソフトウェア、集中化に関連するリスクに依然として直面する。

あらゆるシリーズの比較対象となるポイントは以下のとおりです。

• サプライチェーンの安定性を確保する上で不可欠な希少資源とは何でしょうか？
• 一般ユーザーは検証ノードを実行できますか？
• ブロックを製造できるのは誰ですか？
• マイナー、監査人、コレクター、ストレージプロバイダーはどの程度集中しているのでしょうか？
• 攻撃後には何が起こるのか？
• このシリーズには、アプリを使った簡単な最終回が必要だろうか？
• 手数料は合意に基づいて支払われるのか、それともブロックスペースの需要に基づいて支払われるのか？

他にも様々な仕組みが存在する。委任型プルーフ・オブ・ステーク（DPoS）は、トークン保有者に投票権や委任権を付与する。プルーフ・オブ・オーソリティ（POA）は、既知のバリデーターに依存する。プルーフ・オブ・スペース（POS）は、ストレージを希少なリソースとして利用する。ハイブリッド設計は、複数の前提条件を組み合わせたものであり、チェーンによっては複雑さを増す場合もあれば、新たな複雑さを生み出す場合もある。

よくある質問

所有権を証明することは、仕事を証明することよりも優れているのか？

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）は、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）よりも本質的に優れているわけではありません。それぞれのモデルは、希少なリソースに基づいた異なるセキュリティメカニズムを採用しているからです。PoSは一般的に、エネルギー効率が著しく高く、明確なファイナリティをサポートできるという利点があります。一方、PoWは、ビットコインユーザーが金融取引の決済に好む、よりシンプルな外部コストモデルを提供します。

チェーンの目的によって答えは異なります。高額決済ネットワーク、アプリケーションプラットフォーム、小規模な実験用チェーンでは、セキュリティ要件が異なる場合があります。

所有権の証明は、雇用証明よりも安全性が低いのでしょうか？

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）は、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）よりも必ずしも安全性が低いわけではありませんが、異なるリスクを伴います。PoSの安全性は、ステークの配分、監査者の行動、スラッシングのルール、クライアントの多様性、そして社会的救済に関する前提に依存します。

PoWはハッシュパワー、マイニングの経済性、ハードウェアの入手可能性、電力へのアクセス、マイニングプールの挙動に依存するが、どちらのモデルも、保護対象となるリソースが集中化すると弱体化する可能性がある。

イーサリアムはなぜプルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークに移行したのか？

イーサリアムは、ブロック生成プロセスからマイニングを排除し、エネルギー消費を削減し、より広範なロードマップをサポートするために、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行しました。この移行は、2022年9月15日に「マージ」と呼ばれるプロセスで完了し、イーサリアムの公式マージページでは、エネルギー削減率は約99.95%とされています。

この変更自体は、第一層（レイヤー1）のガス料金を削減するものではありませんでした。コンセンサスメカニズムが変更され、ロールアップやその他のアップグレードを通じて拡張努力が継続されました。

ビットコインのプルーフ・オブ・ステークを使用していますか？

ビットコインネットワークは、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）メカニズムを採用していません。代わりに、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）メカニズムを採用しており、マイナーがブロックを追加するために競い合い、ノードがこれらのブロックがルールに準拠していることを検証します。

現在、ビットコインにおいてマイニングをステーキングに置き換えるための標準的なロードマップは存在しない。そのような変更には、エコシステム全体における幅広い合意が必要となるだろう。

株式の証明は、富裕層をさらに富ませることができるのか？

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）は、大口保有者、取引所、または流動性ステーキングプロバイダーが非常に大きなステークを保有している場合、集中度を高める可能性があります。より大きなステークを保有する監査人はより多くの機会を得ることができ、プール型サービスは多くの小規模ユーザーからレバレッジを集約することができます。

このリスクはPoS（プルーフ・オブ・ステーク）に限ったものではありません。プルーフ・オブ・ワーク（PoW）も、大規模なマイナー、安価な電力、ASICデバイスへのアクセス、マイニングプールなどに集中する可能性があります。

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）コインをマイニングできますか？

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）トークンは、従来のプルーフ・オブ・ワーク（PoW）のような意味で「マイニング」することはできません。PoSネットワークは、競争的なマイニングの代わりに、バリデーター、ステーキング、委任、または関連するメカニズムを使用します。

「ステーキング報酬を得る」という意味で「マイニング」という言葉を誤って使う人もいますが、両者の仕組みは異なります。マイニングはハッシュパワーを消費するのに対し、ステーキングは保有するトークンやバリデーターのパフォーマンスに関連するリスクを伴います。