プルーフ・オブ・ワーク・マイニングに代わるものは何ですか?

プルーフ・オブ・ステークと現代のブロックチェーンネットワークにおけるその役割

1. プルーフ・オブ・ステーク (PoS) は、エネルギー集約的なマイニングを、保有するコインの数に基づいてバリデーターが選択され、担保として「ステーク」するシステムに置き換えます。この移行により、従来のプルーフ・オブ・ワーク・システムと比較して電力消費が大幅に削減されます。

2. PoS ネットワークのバリデーターは、ブロックの作成と検証に参加するために、暗号通貨をウォレットにロックします。このプロトコルは、ステーキング量と保有期間を考慮したアルゴリズムに従って参加者を選択し、ステーキングされた資産を危険にさらすことによる悪意のある行為を阻止します。

3. 「The Merge」を通じたイーサリアムの PoS への移行は、このモデルの大規模な実装を実証し、エネルギー使用量を 99% 以上削減しました。この変更は、他のブロックチェーン プロジェクトに影響を与え、同様のコンセンサス メカニズムを採用または検討するようになりました。

4. PoS の一種である Delegated Proof-of-Stake (DPoS) を使用すると、トークン所有者が自分に代わってトランザクションを検証する代表者に投票することができます。これにより、有権者の参加によって決定される程度の分散化を維持しながら、トランザクションの速度とスケーラビリティが向上します。

5. PoS のセキュリティは、計算作業ではなく経済的インセンティブに依存します。攻撃者は過半数の株式を取得する必要がありますが、これは法外な費用がかかり、自身の保有株の価値を下げることになるため逆効果になります。

ビザンチン フォールト トレランスとハイブリッド コンセンサス モデル

1. Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) により、一部のノードが悪意を持って動作したり障害が発生したりした場合でも、コンセンサスが可能になります。これは、既知の参加者がトランザクション順序に同意するためにラウンドで通信する、Hyperledger Fabric のような許可型ブロックチェーンで使用されます。

2. PBFT では、各ノードは他のノードとメッセージを交換して、提案されたブロックの信頼性を検証します。超過半数が同意するとブロックが確定します。このプロセスにより、制御された環境下で高スループットと低遅延が保証されます。

3. 一部のネットワークでは、PoW と PoS を組み合わせてハイブリッド モデルを作成します。たとえば、Decred では、マイナーと利害関係者の両方がブロックを承認する必要があり、ハッシュパワーによるセキュリティと長期保有者からのガバナンス入力のバランスをとります。

4. もう 1 つのハイブリッド アプローチには、最初のコイン配布に PoW を使用し、継続的なコンセンサスのために PoS に切り替えることが含まれます。これにより、ネットワークが成熟した後に持続可能性へ移行しながら、公平な起動特性が可能になります。

5. Stellar と Ripple が使用する Federated Byzantine Awards (FBA) は、各ノードが信頼する相手を選択する信頼クラスターに依存しています。重複する定足数が形成されると、普遍的な検証を必要とせずに世界的な合意が生まれます。

新たな代替手段: DAG と評判ベースのシステム

1. 有向非巡回グラフ (DAG) は、線形ブロックチェーン チェーンの代替構造を表します。 IOTA のようなプロジェクトは DAG を使用して複数の並列トランザクションを可能にし、マイナーの必要性を完全に排除します。

2. IOTA の Tangle では、各ユーザーは自分のトランザクションを送信する前に、前の 2 つのトランザクションを確認する必要があります。この自己検証メカニズムは使用量に応じて拡張され、集中化されたマイニング エンティティを削除します。

3. ハッシュグラフは、ノードが受信したイベントに関する情報を共有するゴシップ プロトコルを使用し、リーダーベースのブロック生成を行わずにコンセンサス タイムラインを構築します。トランザクション順序の公平性と DDoS 攻撃に対する高い耐性を主張します。

4. 一部のプラットフォームは評判に基づいたコンセンサスを実装しており、バリデーターは誠実な参加を通じて時間の経過とともに信頼性を獲得します。評価スコアが高いノードは、意思決定プロセスにおいてより大きな影響力を持ちます。

5.これらの新しいアーキテクチャは、マイニングの必要性に完全に挑戦し、代わりに革新的なデータ構造とインセンティブの調整を通じて分散型合意を達成することに焦点を当てています。

よくある質問

プルーフ・オブ・ステークは、裕福な利害関係者によるネットワークの支配をどのように防ぐのでしょうか?賭け金が大きいほど選ばれる可能性が高くなりますが、ほとんどの PoS システムにはランダム化と不正行為に対するペナルティが含まれています。スラッシュ条件は、バリデーターが二重署名やダウンタイムを試みた場合にステーキングされた資金の一部を削除し、集中化を阻止します。

DAG ベースのシステムはスマート コントラクトをサポートできますか?はい、Hedera Hashgraph や Fantom などの新しい DAG 実装には、スマート コントラクト機能が統合されています。これらのプラットフォームは、非同期ビザンチン耐障害性を維持しながら、分散アプリケーション全体でプログラマブル ロジックを有効にします。

プルーフ・オブ・ワークはもう完全に時代遅れなのでしょうか?いいえ、プルーフ・オブ・ワークは Bitcoin や他のいくつかの確立された暗号通貨の基礎であり続けます。そのシンプルさと時間の経過とともに証明されたセキュリティは、特に検閲に耐える許可のない環境で価値を提供し続けます。

誰かがプルーフ・オブ・ステーク・ネットワークに対して 51% 攻撃を開始するのを阻止するものは何でしょうか? PoS では、ステーキングされた供給量の 51% を制御するには、莫大な設備投資が必要になります。いかなる攻撃も通貨価値を暴落させる可能性が高く、その攻撃は経済的に不合理なものとなります。さらに、多くのネットワークは、悪意のあるフォークを検出して隔離するためにチェックポイントとファイナリティ ルールを実装しています。