権威の証拠（POA）とは何ですか？

権威の証拠を理解する（POA）

証明の権限（POA）は、トランザクションを検証し、新しいブロックを作成するためにブロックチェーンネットワークで使用されるコンセンサスメカニズムです。仕事の証明（POW）またはステークの証明（POS）とは異なり、POAは採掘や染色暗号通貨に依存していません。代わりに、トランザクションを確認し、ネットワークの整合性を維持する責任がある事前に承認されたバリッターの選択グループに依存します。これらのバリデーターは、身元と評判がシステムに賭けられている個人またはエンティティを特定しています。 POAの核となる原則は、アイデンティティと説明責任を通じて信頼であり、プライベートまたはコンソーシアムのブロックチェーンに特に適しています。

POAネットワークでは、承認されたバリデーターのみがブロックを生成できます。これらのバリデーターは、確認されたアイデンティティと実証済みの信頼性に基づいて選択されます。彼らの現実世界のアイデンティティは彼らの役割に知られ、結びついているため、彼らは正直に行動する強いインセンティブを持っています。悪意のある行動や職務の実行に失敗すると、評判が失われ、バリーターセットから除去される可能性があります。このメカニズムは、匿名のシステムでより実現可能な、2倍の支出や51％の攻撃などの攻撃のリスクを軽減します。

権威の証拠がどのように機能するか

POAコンセンサスの操作には、IDの検証、ブロック作成、およびトランザクション検証など、いくつかの重要なコンポーネントが含まれます。バリデーターは、権限を付与される前に、最初に厳しいアイデンティティ検証プロセスを受ける必要があります。承認されると、彼らは新しいブロックを提案および検証する責任を委託されます。

• バリデーターは交代で、ラウンドロビンスケジューリングなどの所定のアルゴリズムに基づいて新しいブロックを生成します。
• 各ブロックは、バリデーターによって暗号化されて署名され、トレーサビリティと信頼性が確保されます。
• ネットワーク内の他のノードは、ブロック内のトランザクションの署名と正確性を検証します。
• ブロックが検証に合格した場合、ブロックチェーンに追加されます。
• バリデーターは、オンラインで応答性を維持することが期待されています。長期にわたる非活動性は、一時的な停止につながる可能性があります。

このプロセスにより、迅速なトランザクションの最終性と高いスループットが保証されます。エネルギー集約型の計算や大規模なステークホールディングは必要ないため、 POAネットワークは時間とリソースの両方の使用の両方で効率を達成します。 VechainやPOA Networkなどのネットワークは、速度と信頼性を必要とするエンタープライズグレードのアプリケーションをサポートするために、POAを実装することに成功しています。

POAと他のコンセンサスメカニズムの違い

POAは、いくつかの基本的な方法で他のコンセンサスモデルから離れています。仕事の証明（POW）では、鉱山労働者は複雑な数学的パズルを解決するために競争し、実質的な計算力とエネルギーを必要とします。対照的に、POAは、信頼できるノードにブロック生産権を割り当てることにより、この競争を排除します。

同様に、 Sport of Stake（POS）は、それらが保持している暗号通貨の量に基づいてバリデーターを選択し、担保として「ステーク」を喜んでいます。 POSは悪い行動のために経済的妨害をもたらしますが、それでも富の集中の影響を受ける可能性があります。ただし、POAは、金融投資よりもアイデンティティと評判を優先します。

• POAでのバリデーターの選択は、計算能力やトークンの保持ではなく、現実世界のアイデンティティと承認に基づいています。
• POAのトランザクション速度は、バリデーターの数が限られており、マイニングの遅延がないため、大幅に高速です。
• エネルギー消費は最小限であり、POAはPOWに比べて環境に優しいものになります。
• コントロールはいくつかの既知のエンティティの間で集中しているため、POAで集中化の懸念が高くなります。

これらの区別により、POAは、サプライチェーン管理やエンタープライズデータ追跡システムなど、参加者が既知および規制されている許可されたブロックチェーンに最適です。

POAネットワークのセットアップ：ステップバイステップガイド

POAベースのブロックチェーンを作成するには、ノードとコンセンサスルールの慎重な構成が必要です。 POAを実装するための最も一般的なプラットフォームの1つは、Clique Consensus EngineのGeth（Go Ethereum）です。以下は、単純なPOAネットワークをセットアップするための詳細なガイドです。

• すべての参加マシンにGethをインストールし、最新バージョンに更新されるようにします。
• Cliqueエンジンの使用を含むネットワークパラメーターを定義するカスタムGenesisファイルを初期化します。
• Genesisファイルの「Clique」構成を、ピリオド（秒単位のブロック時間）やエポック（投票数がリセットされるブロック数）などのパラメーターを使用して設定します。
• 各バリデーターのイーサリアムアドレスを生成し、 HEXエンコード形式を使用してGenesisブロックの「外部」フィールドにそれらを含めます。
• Genesisファイルをすべてのノードに配布し、コマンドgeth init genesis.jsonを使用してブロックチェーンを初期化します。
• 各ノードは、 --syncmode 'full' 、 --networkid 、および--portフラグを使用して、 --mineおよび--miner.threadsオプションを有効にします。
• personal.signerコマンドを使用して、VALIDATORSがブロックに署名し、トランザクションを承認できるようにします。

セットアップ後、 admin.peersを使用してノード接続を監視し、 eth.blockNumberを介してブロック生産を確認します。すべてのバリデーターが同期し、Genesisファイルの「期間」値で定義された定期的な間隔でブロックを生成します。

POAのセキュリティおよび信頼モデル

POAネットワークのセキュリティは、バリデーターの評判と説明責任にかかっています。各バリデーターは既知のエンティティであるため、それらのアクションは透明で追跡可能です。この透明性は、不正行為が法的または組織的な結果につながる可能性があるため、悪意のある行動を思いとどまらせます。

ネットワークは、多くの場合、バリデーターが投票して他のバリエーターを追加または削除できる投票メカニズムを実装します。これにより、ネットワークは信頼できる当事者内で制御を維持しながら、変更に適応できます。たとえば、バリデーターノードが頻繁にオフラインになった場合、他の人はそれを交換するために投票できます。

• バリデーターは、ネットワークの安定性を確保するために、高い稼働時間を維持する必要があります。
• ブロックの署名に使用されるプライベートキーは、できればハードウェアセキュリティモジュール（HSM）に安全に保存する必要があります。
• 定期的な監査とIDの再検証は、Validatorセットの完全性を維持するのに役立ちます。
• 有効化者の数が限られているため、攻撃面を減らしますが、各ノードの信頼性への依存性が増加します。

その強みにもかかわらず、POAは、バリデーターの大部分が不正に行動する場合、共謀に対して脆弱です。したがって、ガバナンス構造は、電力の集中化を防ぐために、バリッター間の多様性と独立性を確保する必要があります。

ユースケースと実際の実装

POAは、速度、スケーラビリティ、および規制コンプライアンスが重要な環境で広く採用されています。 Vechainthorブロックチェーンは、POAを使用して、高級品、医薬品、および食品の安全性の透明なサプライチェーン追跡を可能にします。 Vechainのバリデーターは、評判の良い組織から選択され、データの整合性に対する信頼を確保します。

別の例は、よりハイブリッドアプローチに移行する前に最初にPOAにインスパイアされたモデルを使用したBinance Smart Chain（BSC）です。 Microsoft Azureのブロックチェーンワークベンチなどのエンタープライズソリューションは、ビジネスニーズに合わせたプライベートブロックチェーンを構築するためのPOAもサポートしています。

• エンタープライズロジスティクスは、 POAの迅速な確認時間と監査可能性の恩恵を受けます。
• 政府のレジストリは、POAを使用して、改ざん防止の土地または身元記録を維持します。
• 企業間ネットワークはPOAを活用して、既知のパートナー間で安全にデータを共有します。

これらのアプリケーションは、POAがBitcoinのような分散型のパブリックネットワークのために設計されているのではなく、むしろアイデンティティを通じて信頼が確立される制御されたエコシステムのために設計されていることを示しています。

よくある質問

いいえ。バリデーターは、確認されたアイデンティティと信頼性に基づいて事前に承認されなければなりません。選択プロセスは、ネットワークの統治体によって制御され、通常、既存のメカニズム間の投票メカニズムを通じて新しいバリデーターが追加されます。

権限の証明は分散化されていますか？ POAは、半分散または許可されていると見なされます。複数のバリデーターが参加している間、ネットワークは一般に公開されていません。制御は認定されたエンティティに限定されており、POWまたはPOSよりも分散型ではありません。

POAバリーターがオフラインになった場合はどうなりますか？バリデーターが予想される時間枠内でブロックを生成できない場合、ネットワークはターンをスキップする場合があります。永続的な非アクティブ性は、投票をトリガーしてバリーターセットからそれらを削除し、ネットワークの継続性を確保します。

POAはフォークをどのように処理しますか？ POAでは、決定論的なブロック生産スケジュールのため、フォークはまれです。それらが発生すると、承認された検証装置から最も有効な署名を持つチェーンは、標準的な署名と見なされます。ノードは自動的に再編成され、このチェーンに従うようにします。