Proof-of-work vs Proof-of-Stake: Which One is Better?

[TL; DR]
🔹 最も人気のあるブロックチェーンのコンセンサスメカニズムは、プルーフ・オブ・ワークとプルーフ・オブ・ステークのものです。

🔹プルーフオブワークのコンセンサスメカニズムでは、バリデータは複雑な数学問題を解いてトランザクションを検証する必要があります。

🔹 Proof-of-stakeメカニズムでは、バリデータが自国の暗号資産の最小額をステークすることが必要です。

🔹 プルーフオブステークとプルーフオブワークのコンセンサスメカニズムのどちらが良いかを判断するのは非常に難しいです。どちらも利点と欠点があります。

紹介

従来の金融セクターでは、銀行やその他の金融機関がすべての取引を手動で記録します。ほとんどの場合、必要なデータを取得するためにソフトウェアプログラムを使用しています。

しかし、ブロックチェーンのコンピュータ化されたシステムは、すべての取引を検証および記録します。ブロックチェーン上で発生する取引を検証および記録するための主要な2つのシステムは、プルーフオブワークおよびプルーフオブステークのコンセンサスシステムです。

ザ プルーフオブワーク コンセンサスメカニズム（PoW）は、計算能力を使用して複雑な暗号学的な方程式を解き、すべてのトランザクションを検証します。トランザクションを検証するために複雑な数学問題を解くプロセスは、暗号資産マイニングと呼ばれ、新しい通貨やトークンの生成に結びつきます。

数学的な問題を解決することに成功したマイナーは、ブロックチェーンのネイティブトークンやコインの形で報酬を得ます。たとえば、マイナーは Bitcoin ブロックチェーンはBTCの形で報酬を得ます。

逆に、プルーフオブステーク（PoS）コンセンサスメカニズムでは、大量のステークトークンを保有するバリデータがすべてのトランザクションを検証します。例えば、 イーサリアム ブロックチェーンは、権限証明コンセンサスメカニズムを使用しており、これにはバリデータがETHをステークする必要があります。基本的に、暗号資産のステーキングとは、ブロックチェーン上で正確な情報を記録するために暗号通貨を賭けたりロックしたりするプロセスです。その見返りとして、バリデータはブロックチェーンのネイティブトークンや通貨の形で報酬を受け取ります。

コンセンサスメカニズムの理解

成功したブロックチェーンは安全かつ信頼性のあるコンセンサスメカニズムに依存しています。基本的に、コンセンサスメカニズムは、ブロックチェーン上で単一の真実が確立される手段です。 イーサリアム そして Bitcoin 取引を検証する委託された各当事者が、データが正しいことに同意し、それをブロックチェーンに記録する。

Proof of Work（PoW）は、コンセンサスメカニズムの一種で、ブロックチェーンネットワークにおけるトランザクションの承認に利用されます。

The プルーフオブワークのコンセンサス 採用されたメカニズム、 ビットコイン, 数十億ドル相当の暗号資産を安全に保護します。前述のように、この方法は、ブロックチェーン上で行われる取引を検証する手段として、複雑な数学問題を解くことを含んでいます。

数学パズルを解決するコンピュータやノードはマイナーと呼ばれます。また、PoWのコンセンサスメカニズムは、トランザクションを検証し、ブロックチェーンに追加するために設計されたアルゴリズムを使用します。

プルーフ・オブ・ワーク・コンセンサス・メカニズム - Raincom

問題を解決するマイナーは、ネットワーク上に新しいブロックを追加し、そのために報酬を得ます。重要なのは、マイナーが巨大な計算能力を持つ専門の機械であるということです。現在、特定用途向け集積回路（ASIC）が業界で最高のマイナーです。ポイントは、普通のコンピュータシステムを使用して暗号通貨をマイニングすることはできないということです。

暗号学的パズルを解くプロセスは、多くの電力とコンピューティングパワーを使用し、多くの時間を要します。これには一般的なインフラストラクチャ、冷却システム、人件費などの他の費用も含まれます。また、数学問題を解決するための激しい競争もあります。

暗号資産マイニングに関連する困難さと費用のため、ブロックチェーンは数千ドル相当の暗号通貨でマイナーを報酬しています。たとえば、単一のブロックを追加すると Bitcoin 投資家はネットワークから6.25 BTCを受け取ります。

プルーフオブワークの利点と欠点

プルーフオブステーク（PoS）とは何ですか？

プルーフ・オブ・ステークは、2番目に人気のあるコンセンサスメカニズムです。基本的に、PoSはプルーフ・オブ・ワークの仕組みの大きな限界を克服するために作られました。PoWの主な欠点は、トランザクション速度が遅く、スケーラビリティが限られていることです。

投資家がネットワークのバリデータになるためには、不正行為に対する保証として機能する暗号通貨の必要最小量をステークする必要があります。バリデータが不正確なトランザクションを承認すると、ブロックチェーンはステークされた暗号通貨を燃やします。

ネットワークは、ステークされた暗号通貨の量に基づいて取引のためのバリデータをランダムに選択します。また、トークンがステークされた期間も考慮されます。

必要な最小金額を持っていない投資家は、ステーキングプールに参加することができます。そこでは、彼らは共同でトランザクションの検証プロセスに参加します。 ポルカドット、 Cardano そして イーサリアム は、これらのブロックチェーンの例です プルーフオブステークのコンセンサスメカニズムを使用します.

イーサリアム プルーフオブステーク

The イーサリアム ブロックチェーンは、ステークの証明コンセンサスメカニズムを使用するネットワークの1つです。バリデータになるためには、少なくとも32 ETHをステークする必要があります。また、バリデータは、検証プロセスをサポートする3つのソフトウェアプログラムを持っている必要があります。これらは、バリデータ、コンセンサスクライアント、および実行クライアントです。

ところで、長い間 イーサリアム ブロックチェーンは、2022年9月にプルーフ・オブ・ステークに移行するまで、プルーフ・オブ・ワークのコンセンサスメカニズムを使用していました。そのアップグレードの主な理由は、ブロックチェーンのエネルギー消費を削減し、スケーラビリティを向上させることでした。コンセンサスメカニズムの機能は、ネットワーク上で行われる正確なトランザクションを承認することであることは注目に値します。ただし、検証プロセスの仕組みは異なります。

プルーフ・オブ・ワークとプルーフ・オブ・ステークの違い

Proof of work vs proof of stake - Deltaexchange

プルーフオブワークコンセンサスメカニズムとプルーフオブステークコンセンサスメカニズムについて話し合ったので、両者を比較してみましょう。

どちらが良いですか：プルーフオブワークのコンセンサスメカニズムとプルーフオブステークの方ですか？

真実は、プルーフ・オブ・ワークのコンセンサス・メカニズムとプルーフ・オブ・ステーク・ワンには長所と短所があるということです。その結果、一方が他方よりも優れていると結論付けることは困難です。ただし、この 2 つを区別する 3 つの重要な領域を簡単に調べてみましょう。

中心集権度

比較すると、使用するブロックチェーンは プルーフオブステークコンセンサスメカニズムは、のように見える プルーフオブワークに依存するものよりもより分散化されています。ステークの証明メカニズムにより、多くのユーザーがブロックチェーンに参加できます。彼らは持っている任意の量の暗号通貨をステークすることができます。

バリデータになるために必要な最小限の暗号資産を支払えないユーザーは、ステーキングプールに参加することができます。Proof of Workコンセンサスメカニズムを使用するブロックチェーンのバリデータ数は比較的少ないため、彼らはASICなどの高価なマイニング機器を購入する必要があります。さらに、電気代などの他の費用を負担する必要があります。

ネットワークセキュリティ

プルーフオブステークのコンセンサスメカニズムを使用するブロックチェーンに対する51%攻撃の可能性は、プルーフオブワークに依存するネットワークよりも低いです。これは、攻撃を実行しても、ブロックチェーンがトークンを燃やすことができるため、経済的な利益がないためです。

また、ステークされたトークンを持つ多くの投資家がいるため、個人または小さなグループの投資家が攻撃を実行するために必要な金額を集めることはまずありません。

原則的に、PoWコンセンサスメカニズムでは、少数のマイナーがブロックチェーンの計算能力の50％以上を制御することは非常に困難です。ただし、攻撃者は市場キャピタルが小さいブロックチェーンの計算能力の50％以上を獲得することができます。

エネルギー消費量

暗号通貨のマイニングは多くのエネルギーを消費するため、非常に高価になります。技術的には、暗号パズルを解くために必要な計算能力は多くの電力を消費します。そのため、環境保護主義者は仮想通貨マイニングに反対するキャンペーンを行ってきました。

プルーフオブワークのエネルギー消費- Thenextweb

ただし、プルーフオブステークのコンセンサスメカニズムを使用するブロックチェーンはあまりエネルギーを消費しません。その例 Ethereumブロックチェーンの これを明確にできます。 イーサリアム ブロックチェーンは、証明書の作業メカニズムからステークの証明書に移行し、電力消費量が99.9％減少しました。

上記の比較からは、プルーフオブステークのコンセンサスメカニズムがプルーフオブワークよりも優れているように思われます。ただし、プルーフオブステークのコンセンサスメカニズムは、プルーフオブワークよりも短い期間と小規模なテストしか行われていないため、自信を持ってそのような結論をするにはさらに時間が必要です。

結論

複数のブロックチェーンのコンセンサスメカニズムが稼働しています。しかし、プルーフオブワークとプルーフオブステークメカニズムが最も人気があります。特に、プルーフオブワークメカニズムは、暗号資産マイニングをトランザクションを検証する手段として使用しますが、プルーフオブステークメカニズムは一定量の暗号通貨をステークするバリデータに依存しています。

PoWとPoSの違いに関するFAQ

なぜプルーフオブワークが必要なのですか ビットコイン?

Proof of workは、バリデータが複雑な数学問題を解いて取引を検証し、それをブロックチェーンに追加するコンセンサスメカニズムです。これは、Ethereumブロックチェーンなどのブロックチェーンネットワークを確実に保護するための実証済みかつ強力な方法です。 ビットコイン ネットワーク。それは、ハッカーやBTCの二重支払いなどの悪意のあるアクターからの可能な攻撃を防ぎます。

プルーフオブワークはプルーフオブステークとはどう違いますか？

主な違いは、プルーフオブワークは、暗号学的な方程式を解決してトランザクションを検証し、ブロックチェーンに追加することに依存していることです。どちらの場合でも、最も高い計算能力を持つノードがトランザクションを承認できます。ただし、プルーフオブステークメカニズムでは、バリデータはネイティブな暗号通貨を大量にロックしてブロックチェーン上のトランザクションを検証する必要があります。また、最も多くのロックされたトークンを保持しているバリデータがトランザクションを承認し、ネットワークに追加する可能性が最も高いです。

なぜPoSがPoWよりも優れているのか？

まず、プルーフオブワークとプルーフオブステークは、ブロックチェーンにトランザクションを検証して追加するために使用されるコンセンサスメカニズムである点で類似しています。 PoWでは、ネットワーク参加者はトランザクションを検証するために多くの計算能力を使用し、多くのエネルギーを消費します。一方、PoSでは、ネットワーク参加者はネイティブ暗号通貨の一定量をネットワークにロックして、トランザクションをブロックチェーンに追加して検証する必要があります。そのため、PoSはPoWほど多くのエネルギーを消費しません。また、PoSはPoWよりもスケーラブルで、より高速で、より安価です。

は Bitcoin プルーフオブワークまたはプルーフオブステークを使用しますか？

BTC ネットワーク参加者が複雑な数学方程式を解いて取引を承認し、ネットワークに追加するプルーフオブワークのコンセンサスメカニズムを使用しています。このコンピューティングパワーを使用して暗号方程式を解き、新しいコインを生成するプロセスはマイニングと呼ばれます。それに対し、ブロックチェーンは最初に方程式を解くノードに6.25 BTCを報酬として提供します。

Proof of WorkとProof-of-Authorityの違いは何ですか？

権限証明コンセンサスメカニズムは、少数のネットワーク参加者にバリデータの役割を割り当てます。ただし、プルーフオブワークメカニズムでは、バリデータは計算能力を使用して複雑な数学問題を解決し、トランザクションを検証する手段としています。プルーフオブワークメカニズムを使用するバリデータは、複雑な方程式を解決するために競争し、ブロックチェーンはトランザクションを検証するバリデータのみを報酬とします。