Proof of Work 対 Proof of Stake: 違いは何か、どちらが優れているか

過去1年以上にわたり暗号通貨業界の動向を追ってきたなら、どこかで「Ethereum 2.0」という用語を目にしたことでしょう。これは基本的にアップグレードで、Ethereum のプロジェクトの複数の側面を変更し、より高速で、より安価で、スケーラビリティが向上し、その他多くの点でよりモダンになることを目指しています。

もちろん、Ethereum ユーザーが目にする最大の変化の一つは、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）コンセンサスメカニズムから、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）というより高度なものへの切り替えです。これらのメカニズムが何か、なぜ Ethereum が PoS に移行するのか分からない場合は、読み進めていただければ必要な情報をすべて説明します。

コンセンサスメカニズムとは何か？

先ほど、Ethereum があるコンセンサスやメカニズムから別のものへ切り替える計画であると述べましたが、なぜこれが重要なのかを理解するには、まずこれらのメカニズムが何であるかを理解しなければなりません。

本質的に、暗号通貨業界や暗号ネットワークは分散型であり、すべてのサーバーを管理し、資金をコントロールする中央権限が存在しません。

従来の金融では、銀行や Visa (V ) 、PayPal (PYPL ) などの集中型サービスがこれを行いますが、暗号ではコンセンサスメカニズムを使用します。要するに、これらは暗号ネットワーク内のコンピュータが取引の正当性に合意し、ブロックチェーン上に正しいものとして記録するシステムです。

現在、さまざまなコンセンサスメカニズムが存在し、各プロジェクトは独自のものを開発して取引の正当性をどのように確立すべきかというビジョンを提示しようとしています。しかし、主なもの、あるいは最大のものはプルーフ・オブ・ワークとプルーフ・オブ・ステークです。

プルーフ・オブ・ワーク（PoW）とは何か？

プルーフ・オブ・ワークは最も古いコンセンサスメカニズムです。これはサトシ・ナカモトがビットコインの取引が確認・確定・正当であることを保証するために最初に開発したものです。

ネットワークがこのメカニズムを実行し、取引を処理・検証し、ブロックにまとめ、ブロックを解決し、ブロックチェーン の一部として記録するには大量の処理能力が必要なため、プルーフ・オブ・ワークと呼ばれます。

現在、プルーフ・オブ・ワークのネットワークはこの作業に対し新しいコインを流通させて報酬を与えており、全体のプロセスは暗号マイニングの本質です。これらの新しいコインは「採掘」されたとみなされ、取引を処理した個人はネットワークへの貢献の報酬として受け取ります。

それでは、ここですべてがうまく機能しているように見えるのに、問題は何でしょうか？なぜ人々は新しいメカニズムを考案したのでしょうか？

実際のところ、メカニズムを実行するために必要な処理能力の量が理由です。これは非常に大きく、無駄とさえ見なされています。その利点にもかかわらず、このメカニズムは遅すぎてスケールできないだけでなく、動作に必要な電力が非常に無駄であり、環境に優しいとは言えません。

その結果、開発者は別のアプローチを採用し、プルーフ・オブ・ステークという優れたコンセンサスメカニズムが生まれました。

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）とは何か？

前述の通り、プルーフ・オブ・ステークは、制限がありエネルギー効率が悪いという欠陥のある PoW メカニズムへのブロックチェーン業界の応答です。新しいシステムはステーキングを使用し、これは PoW のマイニングと類似した機能を持ち、最新の取引バッチを処理し、ブロックにまとめ、最終的にブロックチェーンに追加します。

PoW と同様に、このプロセスでも参加者に報酬が与えられ、新たに流通に放出されたコインが報酬となります。

現在、各 PoS システムは他と少しずつ異なり、独自性があります。しかし、一般的にすべての PoS ブロックチェーンは、電力を提供するのではなく資金を提供するバリデータネットワークを使用します。バリデータは自分の暗号通貨をステークし、取引を検証する機会とその努力に対する報酬を得ます。

ネットワークは各バリデータがプールに追加したコインの量と、そのコインがプールに滞在した時間に基づいて自動的に勝者を選びます。したがって、より多くの暗号資産をステーキングプールに長期間ロックする者が、大きな報酬を得る可能性が最も高くなります。

しかし、プロセスはそこで止まりません。ネットワークが勝者を選びブロックを検証すると、他のバリデータはそのブロックが正確であることを確認する必要があります。新しいブロックはチェーンに追加され、報酬が放出され、プロセスは再び始まります。

明らかに、バリデータであることは非常に重要な仕事であり、大きな責任を伴います。そのため、豊富な技術知識と大量のステークされたコインが必要です。

なぜ Ethereum は PoS に切り替えるのか？

プルーフ・オブ・ワークの欠点は、発明以来かなり明らかでした。スケーラビリティが制限され、電力消費が多く、速度も遅いです。実際、ある時点でより優れたメカニズムに置き換える必要があることは明らかでした。当時は他に選択肢がなかったため、Ethereum は PoW を使用せざるを得ませんでした。

現在、Ethereum はその代償を払っていますが、独自の PoS メカニズムを開発し、切り替える作業も進めています。もちろん、さまざまなプロジェクトは以前から独自の PoS バージョンを開発しており、多くはそれを標準的なソリューションとして使用しています。PoW はもはや誰にも興味がなく、開発者は通常 PoS に移行するか、全く新しい独自のメカニズムを考案するかの選択肢があります。

しかし、ほとんどの人が選ぶのは PoS です。これははるかにスケーラブルで、炭素排出量が最小限であり、複雑な数学的方程式を解くために大量の電力を必要とせず、ステーカーがコインを提供するだけで済むため、エネルギー効率が非常に高いからです。

PoS はすでに Cardano や Tezos など、最大手チェーンで使用されており、Ethereum もそれらに加わろうとしています。特に、現在 Ethereum ネットワークで使用されている PoW のスケーラビリティ不足により取引手数料が増大しているため、ETH が早急に PoS に切り替えることは、巨額の取引手数料を削減する上で重要です。

それ以外にも、PoS は PoW と同様に安全であり、ネットワークの混乱に対して重大な経済的ペナルティを課し、悪意ある行為者を阻止する仕組みがあります。PoW では、マイナーが偽情報やブロックを提出すると問題になり、コミュニティの電力と時間を浪費させます。

しかし、PoS では、バリデータのステークされたコインが全員の行動を促すインセンティブとなり、ネットワークの混乱やシステム破壊の試みがあればコインを失う罰則があります。最終的に、アプローチは異なりますが、目的は同じです。PoS は単により効率的で、少ないリソースでより良い結果を提供するため、優れた選択肢となります。