Proof-of-Stake (PoS)メカニズムの理解

Proof-of-Stake（PoS）は、Proof-of-Work（PoW）で使用されるエネルギー集約的な計算に依存せずに取引を検証し、ネットワークをセキュリティで保護するために設計されたブロックチェーンのコンセンサスメカニズムです。マイナーが暗号パズルを解く代わりに、PoSはステーキングされた暗号通貨の量に基づいてバリデータを選択します。この手法によりエネルギー消費が削減され、取引処理が高速化され、より大きな分散化が可能となります。

PoSがブロックチェーン取引を保護する方法

PoSブロックチェーンでは、セキュリティは経済的インセンティブとペナルティを通じて維持されます。バリデータは取引を確認し新しいブロックを提案する責任があります。参加するためには、ネットワークのネイティブ暗号通貨の一定額を担保としてロックする必要があります。この財務的コミットメントにより、バリデータがネットワークの整合性を維持することに関心を持つことが保証されます。

トランザクションが開始されると、ネットワークにブロードキャストされ、保留中のトランザクションプールに追加されます。その後、バリデータはこれらのトランザクションを検証し、暗号署名を確認し、送信者が十分な資金を持っていることを確認します。検証された後、トランザクションは新しいブロックにグループ化され、それがブロックチェーンに追加されます。

PoSのセキュリティは、バリデータが正直に行動して財務ペナルティを回避することを前提としています。もしバリデータが不正な取引を含めようとしたり、ネットワークを操作しようとすると、ステーキングされた資産の一部またはすべてを削減されるリスクがあります。これは、悪意のある行動を非効率化し、システムへの信頼を維持するのに役立ちます。

PoSは高出力の計算を必要としないため、参加コストはPoWシステムより低く抑えられます。これにより、より多くの異なるバリデーターが参加でき、分散化が増し、少数のエンティティによるコントロールリスクが低減されます。

バリデーター選択プロセス

PoWとは異なり、PoSではマイナーが数学的パズルを解くために競争するのではなく、暗号通貨をステーキングした量や、場合によってはステーキングの期間やランダム化メカニズムなどの他の基準に基づいてバリデータを選択します。具体的な選択プロセスは、ブロックチェーンネットワークによって異なります。

1. ステーキングベースの確率: ほとんどのPoSシステムでは、参加者がステークするトークンが多いほど、バリデータとして選ばれる確率が高くなります。このアプローチにより、ネットワークに重要な財務的責任を持つ人々が、セキュリティを維持する上でより重要な役割を果たすことが保証されます。
2. ランダム選択: 一部のネットワークは、富の集中を防ぐためにランダム化の程度を導入しています。たとえば、EthereumのPoSモデルでは、ステーカーがステークのサイズと暗号乱数関数の組み合わせに基づいて選択されるランダムな委員会選択が使用されています。
3. DeleGate.iodのステーキング（DPoS＆NPoS）DeleGate.iodのProof-of-Stake（DPoS）およびNominated Proof-of-Stake（NPoS）モデルでは、トークン保有者は信頼できるバリデータにステーキング権限をDeleGate.ioすることができ、その後、トランザクションの検証を担当します。このシステムにより、個人がバリデータノードを実行する必要なく参加できるようになります。
4. 最小ステーキング要件: 一部のネットワークでは、バリデータになるために最低限のトークン量が必要です。例えば、イーサリアムでは32 ETHが必要ですが、アバランチでは2,000 AVAXが必要です。カルダノなどの他のネットワークでは、最低ステークがなくても委任が許可されています。

選択プロセスは、公平さ、セキュリティ、効率をバランスよく保ち、バリデータがネットワークに財務的に投資される一方、中央集権化を防ぎます。

リワードの配布方法

バリデータは、通常、追加トークンの形でネットワークを保護するために報酬を獲得します。報酬分配モデルは特定のPoS実装に依存しますが、通常、これらの原則に従います。

1. ブロック報酬: バリデータは、ブロックチェーンにブロックを正常に追加すると、新しく鋳造された暗号通貨を受け取ります。報酬額は、インフレ率や事前に定義されたスケジュールなどのネットワークパラメータに基づいていることがよくあります。
2. 取引手数料: ブロック報酬に加えて、バリデータは取引手数料の一部を稼ぎます。これらの手数料は、ネットワークの活動や混雑レベルに応じて異なります。
3. 比例報酬: ステーキングの場合、一般的にステークが大きいバリデーターほど、選択される可能性が高く、より高い報酬を受け取ります。しかし、一部のネットワークは、ポリカドットのようなメカニズムを使用して、公平な分配を確保しています。ここでは、すべてのバリデーターがステークのサイズに関係なく同じ基本報酬を受け取る等価報酬モデルが採用されています。
4. 委任者報酬: deleGate.iodのステーキングモデルでは、バリデーターにトークンをステークするデリゲーターは、報酬の一部も受け取ります。通常、バリデーターは、デリゲーターに配当を支払う前に手数料を引いています。
5. スラッシングとペナルティ: 正しく職務を果たさないバリデータ（頻繁にオフラインになる、トランザクションを操作しようとするなど）は、報酬が削減されるか、ステーキングされた資産が削減される可能性があります。これにより、信頼性のあるバリデータのみがネットワークを確保し続けることが保証されます。

PoSの報酬構造は、正直な参加を促進し、悪意ある行動を抑制するよう設計されています。また、セキュリティと効率に貢献する人々に報酬を与えることで、長期的なネットワークの安定性を促進します。