暗号通貨取引はブロックチェーン上でどのように確認されるのでしょうか?

トランザクションの開始と伝播

1. ユーザーは、入力 (以前の未使用の出力)、出力 (受信者のアドレスと金額)、および秘密キーを使用したデジタル署名を指定してトランザクションを構築します。

2. 署名されたトランザクションはネットワーク内のノードにブロードキャストされ、暗号化の整合性が検証され、UTXO セットのローカル コピーに対して二重支払いがチェックされます。

3. 有効なトランザクションは隣接ノードに転送され、数秒以内にピアツーピア ネットワーク全体に急速に広がります。

4. ノードは、未確認のトランザクションがブロックに含まれるのを待つメモリ プール (mempool) を維持します。

5. 取引手数料は優先順位に影響します。より高い手数料のトランザクションは、多くの場合、より速く伝播され、マイナーやバリデーターによる早期の検討が得られます。

コンセンサスメカニズムの実行

1. Bitcoin のようなプルーフ・オブ・ワーク システムでは、マイナーはブロック ヘッダー候補に関連付けられた計算量の多い暗号パズルを解くために競い合います。

2. このパズルでは、ブロック ヘッダーの SHA-256 ハッシュが動的に調整された目標難易度を下回るノンスを見つける必要があります。

3. マージ後のイーサリアムのようなプルーフ・オブ・ステーク ネットワークでは、ステーキングされた ETH とプロトコルで定義された重み付けルールに基づいて、バリデーターが擬似ランダムに選択されます。

4. 選ばれたバリデーターが新しいブロックを提案し、暗号署名を通じてその有効性を証明し、複数のスロットにわたる重複する証明からファイナリティが得られます。

5. フォーク選択ルール (イーサリアムの LMD-GHOST や Bitcoin の最長チェーン ルールなど) は、競合するブロックが同時に出現した場合に、どのチェーン ブランチが正規であるとみなされるかを決定します。

ブロックの構築と包含

1. マイナーまたは提案者は、ブロック ヘッダー、トランザクション カウンター、および含まれるすべてのトランザクションから派生したマークル ルートを含むブロックを組み立てます。

2. 各トランザクションは個別にハッシュされ、単一の 32 バイトのマークル ルートが残るまで再帰的にペア化およびハッシュされ、効率的かつ改ざん防止の包含証明が保証されます。

3. ブロックには、タイムスタンプ、前のブロック ハッシュ、難易度ターゲット、ノンス (PoW の場合) またはスロット番号と委員会の割り当て (PoS の場合) などのメタデータが含まれます。

4. 構築されると、ブロックはネットワークにブロードキャストされ、ローカルのブロックチェーン状態に追加される前に、フルノードによる独立した検証がトリガーされます。

5. 検証には、署名の有効性、スクリプトの実行 (P2PKH、マルチシグ、またはスマート コントラクト ロジックなど)、コンセンサス ルールの遵守、およびガス制限の順守 (該当する場合) のチェックが含まれます。

確認の深さと不変性

1. トランザクションは、ノードが認識している現在最適なチェーンの一部であるブロックに出現すると、1 つの確認があると言われます。

2. そのブロックの上に後続のブロックが構築されると、確認カウントが増加します。ブロックが追加されるたびに、再編成の可能性が指数関数的に減少します。

3. Bitcoin では、歴史の深さを書き換えるのに必要な計算コストのため、6 つの確認は経済的に安全なものとして広く扱われています。

4. イーサリアムはファイナリティ チェックポイントを採用しています。2 つの連続したエポック (それぞれ 64 ブロック) の後、チェックポイントは正当化されたとマークできます。別のエポックの後、Casper FFG を介してファイナライズされます。

5. ファイナライズされたブロックは、バリデータセットのか​​なりの部分をスラッシュしない限り元に戻すことができないため、暗号経済的に元に戻すことはできません。

よくある質問

Q: トランザクションが数日間確認されないままになった場合はどうなりますか?料金の見積もりが低い、メモリプールの輻輳、またはデフォルトのノード ポリシーによって拒否された非標準のスクリプト パターンが原因でスタックする可能性があります。

Q: 確認されたトランザクションを取り消すことはできますか?いいえ、正直な多数派の仮定の下で最終的なブロックに含まれると、リバーサルには暗号化プリミティブに違反するか、ステーク資産の 2/3 以上（PoS の場合）またはハッシュパワーの 50% 以上（PoW の場合）を侵害する必要があります。

Q: すべてのブロックチェーンは同じ確認モデルを使用しますか?いいえ、Solana のような一部のチェーンは Tower BFT を介して 1 秒未満のファイナリティを優先しますが、Bitcoin のような他のチェーンはチェーンの重みの蓄積を介して時間の経過に伴う確率的なセキュリティを重視します。

Q: ライトクライアントは、ブロック全体をダウンロードせずに確認をどのように検証しますか?彼らは、ヘッダーのみの同期および暗号化証明 (Bitcoin の SPV 証明やイーサリアムのライト クライアント同期プロトコルなど) に依存して、完全な状態のレプリケーションを行わずに包含とコンセンサスを検証します。