皆さんこんにちは。コサキです。
PoW（Proof of Work）とは？
『PoW（Proof of Work）』は、分散型システム（特にブロックチェーン）で取引データの正当性を確認し、全ノード間で合意を形成する仕組みのことで、「正しい作業を行った証拠を提出し、他者に信頼される方法」を言い換えたものです。
後述する『PoS（Proof of Stake）』に先立って開発された技術です。
PoW必要の必要性
分散型ネットワークでは中央管理者がいないため、ノードが独自に取引の正当性を確認します。しかし、ハッキングなど悪意のあるノードが存在すると問題が発生します。
PoWは、取引の承認に多くの計算リソースを必要とするため、攻撃者がシステムを操作するのを困難にします。
PoWの仕組み
PoWでは、ハッシュ関数という暗号技術を利用して、特定の条件を満たすデータを探します。この過程を『マイニング』と呼びます。
ネットワークが難易度のある基準を設定し、マイナーが条件を満たすハッシュ値を見つけ（マイニング）ます。最初に正解を見つけたマイナーが報酬を得るという仕組みになっています。
PoWの実例
PoWのメリット・課題
- 分散型システムのセキュリティを強化する効果。
- シンプルで長年の実績がある。
- 環境負荷：膨大なエネルギーを消費する。
- スケーラビリティ問題：取引速度が遅くなる事象が生じることがある。
- 中央集権化のリスク：大規模マイニング企業や国家により独占されることがある。
PoS（Proof of Stake）とは？
『PoS（Proof of Stake）』は、ブロックチェーンネットワークで新しいブロックを生成し、取引を承認するための仕組みのことで、一言でいうと「自分が保有する暗号資産を担保に（ステーク）することで、ブロック生成に参加する方法」のことです。
※ステーク：保有する暗号資産をロックして、ネットワークに貢献すること。
PoSが誕生した背景
それまで利用されてきたPoWの技術では「膨大な計算を必要とし、大量の電力を消費する」ことや、「トランザクションの処理速度が遅くなり、取引手数料が高騰する（スケーラビリティ問題）」ことなどが課題とされていました。
そうした課題の解決手段としてPoSの技術が誕生しました。
PoSの仕組み
PoSでは、ネットワーク参加者が自分の保有する暗号資産を「ステーク」します。
ステークを多く保有するほど、新しいブロックを生成する権利を得る確率が高まります。
手順
- 暗号資産の「ステーク」
参加者（バリデーター）が自分の暗号資産をロックして、ネットワークに貢献します。
※バリデーター：ブロック生成や取引承認を行うネットワーク参加者。 - バリデーターの選出
ネットワークがランダムにバリデーターを選び、新しいブロックを生成します。 - 報酬の配布
選ばれたバリデーターは、新しいブロック生成に対しての報酬を得ることができます。
PoSの代表例
2022年9月に「The Merge」と呼ばれるアップグレードで、イーサリアムはPoWからPoSへ移行しました。「環境負荷の軽減とスケーラビリティの向上」を理由にPoSが採用され、エネルギー消費が約99%削減されました。
- Cardano（ADA）
- Polkadot（DOT）
- Tezos（XTZ）
PoSのメリット・課題
- エネルギー消費量が少なく、環境に優しいこと。
- マイニング設備が不要で、暗号資産を保有していれば誰でも参加可能であるため、アクセスが容易で、参加へのハードルが低いこと。
- 初期分配の不平等さ：資産を多く保有する者が有利になる可能性があること。
- セキュリティリスク：PoWよりも攻撃への耐性が考える専門家もいること。
PoSの未来
今後はより多くのブロックチェーンプロジェクトがPoSを採用する可能性があり、エコシステムがさらに拡大されていく可能性があります。
また、『DPoS（Delegated Proof of Stake）』や『HPoS（Hybrid Proof of Stake）』など、新しく改良型PoSのバリエーションも登場しています。
