ブロックチェーンのPOSとPOWの違いは何ですか？

ブロックチェーンのコンセンサスメカニズムの理解

ブロックチェーンテクノロジーの領域では、コンセンサスメカニズムは分散型ネットワークのバックボーンです。これらのメカニズムにより、分散システムのすべての参加者が中央当局に依存することなく、取引の妥当性に同意することが保証されます。最も顕著なコンセンサスアルゴリズムの2つは、作業証明（POW）と株式証明（POS）です。それぞれに独自の特性、利点、および欠点があるため、さまざまな種類のブロックチェーンアプリケーションに適しています。

仕事の証明（POW）とは何ですか？

仕事の証明（POW）は、Bitcoinおよび他の多くの初期の暗号通貨で使用される元のコンセンサスメカニズムです。 POWベースのブロックチェーンでは、鉱夫は計算能力を使用して複雑な暗号化パズルを解決するために競争します。有効なソリューションを見つけた最初の鉱山労働者は、ブロックチェーンに次のブロックを追加し、暗号通貨で報酬を受け取る権利を取得します。

POWの背後にある核となるアイデアは、新しいブロックリソース集約型を追加するプロセスを作成することです。これにより、悪意のあるアクターがネットワークを操作しようとすることを思いとどまらせることです。鉱夫はASICやGPUなどの専門のハードウェアに投資し、その過程でかなりの量の電力を消費します。

捕虜の主な欠点の1つは、その高エネルギー消費です。たとえば、Bitcoinネットワークは、一部の国よりも毎年より多くの電力を消費しています。これにより、環境への懸念が生じ、より持続可能な代替案が求められています。

Sport of Stake（POS）とは何ですか？

Proof of Stake（POS）は、Powの非効率性に対処するために設計された代替コンセンサスメカニズムです。 POSは、計算作業に依存する代わりに、担保として「賭け」することをいとわないコインの数に基づいてバリデーターを選択します。バリデーターは擬似ランダムに選ばれ、より高い利害関係は通常、選択される可能性を高めます。

POSシステムには、鉱夫はいません。バリデーターとステイカーのみです。バリデーターは、暗号通貨保有の一部をロックします。これは、正直に行動するという保証として機能します。バリデーターが詐欺的な取引を承認した場合、彼らの持分はペナルティとして削減される可能性があります。

このメカニズムは、POWと比較してエネルギー消費を大幅に削減します。最大のブロックチェーンの1つであるEthereumは、2022年にPOWからPOSにマージアップグレードを通じて移行し、スケーラビリティと持続可能性を向上させることを目指しています。

POSとPOWの重要な違い

• エネルギー消費：POWは鉱業活動のために大量のエネルギーを必要としますが、POSははるかに低いエネルギー要件で動作します。
• セキュリティモデル：POWはネットワークを保護するための計算努力に依存していますが、POSは杭打ちの資産に関連する経済的インセンティブと罰則に依存しています。
• 集中リスク：POWでは、マイニングプールはネットワークの制御を集中化できます。 POSでは、ランダム選択方法と適切にバランスが取れない場合、より裕福な参加者が検証を支配する場合があります。
• アクセシビリティ：POWは、多くの場合、高価なハードウェアを必要とし、参加を制限します。 POSは、最低限のステーキングしきい値が存在する場合がありますが、十分な資金を持っている人なら誰でもステーキングによって参加することができます。
• 最終性：POSは、決定論的なプロトコルを通じてより速いトランザクションの最終性を提供できますが、POWは確認に基づいて確率的最終性に依存しています。

これらの違いは、各メカニズムがさまざまな条件下でどのように機能するか、および特定のプロジェクトが他のプロジェクトよりも1つを選択する理由に影響します。

パウの仕組み：段階的な故障

• トランザクションプーリング：トランザクションは、ブロックに含まれる前にプールに収集されます。
• ブロック作成：マイナーはトランザクションを選択し、その有効性を確認し、新しいブロックを作成しようとします。
• ハッシュ計算：マイナーは、結果として生じるハッシュが難易度のターゲットを満たすまでノンセを使用してブロックヘッダーを繰り返しハッシュします。
• ブロック放送：有効なハッシュが見つかったら、マイナーは新しいブロックをネットワークにブロードキャストします。
• ピアによる検証：その他のノードブロックの有効性を確認し、ブロックチェーンのコピーを更新します。
• 報酬の分布：成功した鉱山労働者は、新しく造られたコインと取引手数料を受け取ります。

各ステップにより、ブロックチェーンの完全性が保証されますが、エネルギー使用量が高くなります。

POSの仕組み：詳細なウォークスルー

• ステーキング要件：ユーザーは、最低限のステーキング額を満たしてバリエーターになる必要があります。
• バリデーターの選択：コイン年齢の選択やランダム化ブロック選択などのアルゴリズムは、次のブロックを誰が検証するかを決定します。
• ブロック検証：選択されたバリデーターがトランザクションを検証し、新しいブロックを提案します。
• コンセンサス投票：他のバリデーターは、提案されたブロックの有効性に投票します。
• スラッシング条件：バリデーターが不正に動作する場合、その一部またはすべての利害関係が没収されます。
• 報酬の分布：正直なバリッターは、彼らの利害関係と参加に比例した報酬を受け取ります。

POSは経済的説明責任を強調し、参加者からの長期的なコミットメントを奨励しています。

よくある質問（FAQ）

Q1：ブロックチェーンはPOWからPOSに切り替えることができますか？はい、いくつかのブロックチェーンがこの移行を行っています。特に、イーサリアムは2022年9月にPOWからPOSへの移行を完了し、効率を向上させ、環境への影響を軽減しました。

Q2：POSはPowよりも安全ではありませんか？必ずしもそうではありません。 Powには実績がありますが、POSは攻撃のための経済的妨害を導入しています。セキュリティは、スラッシング条件やバリデーターの分布などの実装の詳細に依存します。

Q3：POSバリデーターがオフラインになった場合はどうなりますか？検証装置が選択されていない場合、報酬を逃す可能性があります。ダウンタイムを繰り返すと、ネットワークのルールに応じて、株式が部分的に削減される可能性があります。

Q4：POSネットワークは、POWネットワークよりも少ないメンテナンスが必要ですか？一般的にはい。 POSは物理的なマイニング機器に依存していないため、ハードウェアのアップグレードと電気に関連する運用コストが大幅に削減されます。