仕事の証明とステークの証明の違いは何ですか？

コンセンサスのコアメカニズムを理解する

ブロックチェーンネットワークでは、分散した参加者間で合意を達成することは、トランザクションを検証し、元帳の完全性を維持するために不可欠です。これを達成するために使用される2つの支配的な方法は、仕事の証明（POW）とSport of-Stake（POS）です。どちらも同じ基本的な目的を果たします。二重の支出を防ぎ、有効なブロックのみがブロックチェーンに追加されることを確認することです。ただし、ブロックバリエーターを選択し、ネットワークを保護する方法が大きく異なります。 PoWは計算力に依存していますが、POSは参加者が保有する経済的利害関係に依存しています。

仕事の証明の動作

ワークの証明では、鉱夫が実質的な計算リソースを使用して複雑な暗号化パズルを解決する必要があります。パズルを解決した最初の鉱山労働者は、検証のためにネットワークのソリューションをブロードキャストします。確認されると、新しいブロックがチェーンに追加され、マイナーはブロック報酬を受け取ります。このプロセスは非常に競争力があり、エネルギー集約的です。パズルの難易度は、何人の鉱夫がアクティブであるかに関係なく、一貫したブロック時間を維持するために定期的に調整されます。

• マイナーは、ASICS（アプリケーション固有の統合回路）などの特殊なハードウェアを使用して、ハッシュレートを最大化します。
• 電力消費は主要な運用コストであり、環境への影響についての懸念につながります。
• セキュリティは、マイニング機器の取得と操作の高コストから派生しています。
• ブロックをマイニングする確率は、総ネットワークハッシュパワーのマイナーのシェアに直接比例します。

これらのパズルを解くには現実世界のリソースが必要なため、ネットワークを攻撃すると、非現実的な量のエネルギーと資本が必要になり、ほとんどの形態の操作に対してPowが安全になります。

ステークの証明がどのように機能するか

証明は、計算作業を経済的コミットメントに置き換えます。 Minerの代わりに、POSは、ある程度の暗号通貨を株式としてロックするバリデーターを使用します。プロトコルは、有効化者を選択して、株式のサイズやそれが保持されている期間などの要因に基づいて新しいブロックを提案し、証明します。一部のシステムは、集中化を防ぐためにランダム性も導入しています。

• バリデーターは、検証権を有効にするために、イーサリアムのPOSシステムの32 ETHなどの最小量のコインを預けなければなりません。
• バリデーターが不正な取引をだましたり検証したりしようとした場合、その一部またはすべての利害関係を削減できます。
• 報酬は、バリデーターの正直な参加に比例して、新しく造られたコインと取引手数料で配布されます。
• 集中的な計算が必要ないため、エネルギー消費量は劇的に低くなります。

このシフトは、ハードウェアと電気に関連する障壁を減らし、財政的インセンティブを通じてネットワークのセキュリティを維持しながら、より広範な参加を可能にします。

セキュリティモデルと攻撃ベクトルの比較

POWとPOSのセキュリティの仮定は根本的に異なります。 POWでは、セキュリティはマイニングハードウェアの取得と実行のコストから生まれます。攻撃者は、ブロックチェーンを操作するために、ネットワークの総ハッシュパワーの50％以上を制御する必要があります。これは、 51％の攻撃として知られるシナリオです。このような攻撃の実行は、ハッシュレート分布の突然の変化のために法外に高価であり、検出可能です。

対照的に、POSは攻撃を財政的に不合理にすることにより、ネットワークを確保します。 POSシステムで51％の攻撃を開始するには、敵が染色したトークンの半分以上を取得する必要があります。これには、計り知れない資本が必要であるだけでなく、経済的対策も引き起こします。

• 攻撃者が大量に購入し、攻撃のコストを増やすと、トークンの市場価値が急増する可能性があります。
• 正直なバリデーターは、チェーンをフォークし、悪意のある俳優をブラックリストに登録して、元帳の合法的なバージョンを保存することができます。
• スラッシングメカニズムは、不正な行動を自動的に罰し、攻撃者の利害関係を減らします。

したがって、POSは、セキュリティをネイティブの暗号通貨の価値と参加者の経済的合理性に直接結び付けます。

エネルギー効率と環境への影響

POWとPOSの最も議論されている違いの1つは、環境フットプリントです。 BitcoinのようなPOWネットワークは、多くの場合、小国の年間使用に匹敵する膨大な量の電力を消費します。このエネルギーは、ネットワークがアイドル状態である場合でも、操作のハッシュに継続的に費やされます。

POSは、一定の計算の必要性を排除します。バリデーターは、通常のコンピューターでソフトウェアを実行し、最小限のパワーを消費します。たとえば、イーサリアムが2022年にPOSに移行した後、そのエネルギー消費量は99.9％以上減少しました。この劇的な削減により、特に炭素排出量に関する規制の精査が増加するにつれて、POSはより持続可能な選択肢になります。

• Powのエネルギー使用は、バグではなく機能であり、実際のコストを通じてセキュリティを保証します。
• POSは、経済的罰則を通じてセキュリティを達成し、物理的リソースへの依存を減らします。
• 批評家は、Powのエネルギー消費は、過剰な力を利用することにより、一部の地域でのグリッドの安定性をサポートしていると主張しています。

エネルギー使用に関する見解は異なりますが、POSの効率は技術的な観点からは議論の余地がありません。

地方分権化とアクセシビリティの考慮事項

分散化は、ブロックチェーン設計の中核原則であり、両方のモデルが異なる方法でアプローチします。 Powは、ハードウェアを持っている人なら誰でも参加することを許可しますが、時間の経過とともに、採掘は産業規模の事業を支払うことができる大規模なプールや組織の間で集中化されてきました。安価な電気のある地域の地理的濃度は、分散化をさらに制限します。

POSはエネルギーと機器の点でエントリーバリアを下げますが、財政的障壁を導入します。有効な利害関係者を選択するには、かなりの利害関係を所有する必要があります。これに対処するために、多くのPOSネットワークがステーキングプールをサポートします。ユーザーはトークンを組み合わせて最小要件を満たし、比較的報酬を共有します。

• Solo Stakingは完全な制御を提供しますが、技術的なセットアップが必要です。
• プールステーキングは個々の責任を軽減しますが、サービス料が含まれます。
• 一部のプラットフォームでは、液体のステーキングデリバティブ（STETHなど）を提供しているため、ユーザーは報酬を獲得しながら杭のある資産を取引できます。

POSはエネルギー効率の高い参加を促進しますが、ブロック検証の権利に影響を与える富の集中に関する懸念は残っています。

よくある質問

POWブロックチェーンはPOSに切り替えることができますか？はい、ブロックチェーンは、ハードフォークまたはプロトコルのアップグレードを介してPOWからPOSに移行できます。イーサリアムは、2022年9月に「The Merge」中にこの移行を完了し、アカウントの残高と取引履歴を維持しながらコンセンサスメカニズムを切り替えました。このようなアップグレードには、ノードオペレーターと開発者間の広範なテスト、コミュニティのコンセンサス、および調整が必要です。

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？バリデーターが一時的に切断された場合、報酬を逃す可能性があります。長期にわたるダウンタイムは、ネットワークのルールに応じて、「スラッシング」または部分的なステークの削減として知られるペナルティをもたらす可能性があります。ほとんどのシステムにより、バリデーターは偶発的な罰則を避けるために、アップタイム監視をサードパーティサービスに委任することができます。

POSが存在するようになりましたか？いいえ、捕虜は時代遅れではありません。 Bitcoinおよびその他のいくつかの主要な暗号通貨は、特定の種類の操作に対するセキュリティと抵抗が実証されているため、POWを使用し続けています。一部の開発者とユーザーは、エネルギーコストにもかかわらず、そのシンプルさと長期の実績をPOWを好みます。

POSネットワークにはまだマイニングがありますか？いいえ、POSネットワークには、従来の意味でのマイニングは含まれません。計算パズルソルビングはありません。代わりに、新しいブロックは、 「鍛造」または「ミント」と呼ばれるプロセスを通じて作成されます。ここでは、有効化者がステークやその他のプロトコル固有の基準に基づいてブロックを作成するために選択されます。