とってもやさしいビットコイン

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ビットコインの知識が全くない初心者の方でもビットコインがどういうものなのか分かりやすく理解できるブログを目指してます。

プルーフ・オブ・ワーク(PoW)を少し詳しく!

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ビットコインの仕組みについて調べると多くの方が興味を持つ「ブロックチェーン」という技術。もちろん「ブロックチェーン」は革新的な技術である為に世界中の企業が注目をしております。しかし、ビットコインが「ブロックチェーン」のみによって2009年から無傷で稼働し続けているわけではありません。

様々な技術がうまく絡み合って動いているビットコインですが、そのシステムの一つである「プルーフ・オブ・ワーク(PoW)」にスポットを当て、かつ初心者の方も分かりやすいように解説をしていきます。

 

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プルーフ・オブ・ワークとは

 

そもそもプルーフ・オブ・ワークとは何か、です。以前当ブログでは完全な初心者向けに解説をしました。⇒プルーフ・オブ・ワークとは

かなり簡単な説明だけでしたので今回は少しだけ掘り下げて解説をしていきたいと思います。なお、ビットコインの大まかなシステムの概要を掴んでいると分かりやすいですので、もしまだ大枠が分からない方はこちらでビットコインシステムの概要を掴むといいかと思われます。

 

まず、プルーフ・オブ・ワークとは何かと言われれば「ビットコインのシステムを運営する為のルール」という事が言えます。(プルーフ・オブ・ワークをビットコインシステムの中で定義づけるとしたら、です。)

 

ビットコイン並びに多くの仮想通貨は中央管理の無いシステムで稼働している為に一定の「ルール」に則って稼働しております。ビットコインであれば「全発行枚数は2100万BTC」や「ブロックチェーンは最も長いものを信頼できるチェーンとする」等です。

 

それらのルールが無ければビットコイン等の中央管理のないシステムではカオスになってしまうのは容易に想像ができると思います。ちなみにそのルールは変更できないか、と言われればそうではありません。基本的には開発者やシステムの稼働に協力している人たちの多数決によって行われます。(マイニングを行う参加者等)その多数決のハードルは仮想通貨によって違います。ビットコインはかなり多くの賛成が出ないとルール変更はできませんが、仮想通貨イーサリアム(⇐ビットコインに次ぐ時価総額を持つ仮想通貨)ではハードルは低く設定されている、などです。

 

そのような「独自ルール」の中の一つに「プルーフ・オブ・ワーク」というものがある、と認識していただければOKです。

 

では「プルーフ・オブ・ワーク」とはどういう意味か、です。英語で表すと「proof of work」ですつまり「proof(証明) of(の) work(仕事)」・・・「仕事の証明」と訳す事ができます。

 

「仕事を証明する」のがビットコインのルールなのです。つまりプルーフ・オブ・ワークを理解するためにはビットコインシステムの中で、

「何が仕事か?」

「証明した結果何が起こるのか?」

を理解すればOKという事になります。

 

プルーフ・オブ・ワークの「仕事」とは

 

プルーフ・オブ・ワークが「仕事の証明」であることは分かりました。しかし、ビットコインシステムの中での「仕事」とは一体何なのでしょうか。

 

これを理解する為にはまずビットコインという「決済システム」において「仕事」とは何を意味するのかを知らなくてはなりません。「決済システム」において無くてはならないものはまず

「不正を監視・防止」

する事です。二重支払いをしようとする利用者の取引をブロックしたり、他人の決済を妨害しようとする悪意のある利用者に対して「取引を監視・管理」することが一つ挙げられます。

次に

「正当な取引を完了させる」

事も決済システムにおいては重要です。これらを「仕事」とするのは理解がいくと思います。

 

そしてビットコインは「決済システム」であると同時に独自の通貨「ビットコイン」というものも持っております。通常の決済システム(例えばクレジットカード)では独自の通貨を取引するのではなく、既にある通貨、法定通貨を移動させます。(それが単なるデータであったとしても単位は法定通貨のJPYやUSDであると言えます。)

 

ビットコインの決済は独自の通貨単位である「BTC」で行われるためにこの「BTC」の発行も行います。もちろんどのタイミングでどのぐらいの量を発行するのかはあらかじめルールで決められているのでそこを考える必要は無いのですが、実際に「発行する」という作業は必要になります。ですので先ほどの

「不正を監視・防止」

「正当な取引を完了させる」

にプラスして

「通貨を発行する」

のがビットコインシステム内における仕事であると理解ができると思います。

 

ここまでお読みいただき、更にビットコインシステムの大枠を理解されている方であればこの「仕事」=「マイニング参加者(マイナー)が行う事」というイメージがつくと思います。

 

具体的にマイナーが何を行っているのかは初心者にもわかりやすいビットコイン「マイニング」の仕組み⇐こちらで解説をしておりますのでご参考にしていただければと思います。

 

つまり、プルーフ・オブ・ワークの「仕事」は簡単に言うとマイニングの「仕事」という事が分かります。

 

証明のした結果何が起こるのか?

 

続いて「証明」についてです。先ほどのプルーフ・オブ・ワークの「ワーク(仕事)」の部分が

「不正を監視・防止」

「正当な取引を完了させる」

「通貨を発行する」

というもので、更にそれを「マイニング」という方法で行っている事は分かりました。

 

ここではまずその「仕事」の「証明」が何によって行われているか、を理解することによってプルーフ・オブ・ワークについて少し理解が深まります。

 

しかし、ここの説明はプルーフ・オブ・ワークを語る上で最も難しく、初心者にとって最も躓きやすい部分であると私は思っております。

 

何故なら、先ほどの「不正を監視・防止」「正当な取引を完了させる」「通貨を発行する」という「マイニング」がデータ上でどのように行われているのか、初心者にはイメージをつけにくいからです。

 

これが人の手によって行われている場合は簡単にイメージがつきます。現金取引であれば不正を防止するためには「紙幣の透かしを確認する」正当な取引を完了するために「契約書に判を押す」通貨を発行するために「紙幣を印刷する」というようなイメージをつける事ができます。

 

しかしビットコインではそれら全てがプログラム上で行われるためにイメージをつける事が難しくなります。

 

ですので、まずは具体的なプログラムの事はあまり考えないで、概要を理解することが第一歩になると考えます。

 

そうなると、ビットコインで言う「仕事」の「証明」方法を技術的な事を言わずに説明する必要があります。以下、分かりやすく解説を試みます。

 

先ほどの

「不正を監視・防止」

「正当な取引を完了させる」

「通貨を発行する」

といった仕事はマイナーが行います。しかもビットコインではこれらを行うのは同じ一人(1組織)のマイナーです。多くのマイナーが同じこと(ほぼ同じこと)をするのですが、ビットコインシステムで正式に承認されるのは一人のマイナーです。これが「マイニング競争」と呼ばれます。

 

そしてこのマイニング競争に勝利した一人のマイナーのみが「報酬」をもらえる、というルールになっております。

「競争」+「報酬」

ここにビットコインシステムを安全に稼働させるインセンティブ(動機)が生じます。

 

で、この仕事を行うために、この仕事を完結させるためには「計算」が使われます。ここを掘り下げるにはハッシュ関数というプログラミング上必要な演算を理解していないと掘り下げる事はできません。厳密には掘り下げる事は出来ても、ふわっとしたイメージで「よく分からない」となってしまう可能性が多いです。

 

ですので、ここはぐっとこらえて

「計算」の「量」を多く費やした者が「競争」に勝つことができ、「報酬」をもらえる

つまり

「仕事」の量=「計算」の量

であると考えてください。

 

ビットコインでは計算を多くした人が、より仕事を多くこなせるようにルールで決められております。

 

つまり、「証明」とは「計算量」によって行われるのです。この「計算量を証明する事」がビットコインシステムにおいて「報酬」をもらえるルール。つまりこのルールの事をプルーフ・オブ・ワーク(PoW)と呼ぶのです。

 

「証明」をした結果が「報酬」、「報酬」は「新規ビットコイン取得」と「取引手数料の総取り」になります。(これについての詳しい話はこちらビットコイン「マイニングの報酬」の仕組みでしておりますのでご参考にしていただければと思います。)

 

プルーフ・オブ・ワークとは、ビットコインを動かす上でとても重要な合意形成システムなのです。

 

まとめ

 

正直ここでお話させていただいたのはプルーフ・オブ・ワークの触りの部分でしかありません。しかし、このプルーフ・オブ・ワークこそがビットコインがここまで飛躍した一因になっている事は言うまでもありません。

 

仮想通貨、ブロックチェーンは単体で成功するものではないと私は考えます。それを知る事が今後の投資にも、開発にも、ビジネスにも役に立つのではないかと思い今回の記事を書かせていただきました。

 

是非、興味のございます方は情報を収集して今後の人生に役立てていただければと思います!

 

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