マイニングとは?

マイニングとは、取引履歴のデータベースであるブロックチェーンを維持・管理していく作業です。ビットコインによる支払いが行われると、まず取引は暫定の状態になり、決済承認に進みます。ビットコイン取引での決済承認には、マイナーがハッシュ値を求める膨大な量の計算(マイニング)が必要で、その後にネットワーク全体で合意に至ることではじめて取引が認められて決済が完了します。

マイニングの仕組み

決済の承認作業

マイニングでは特定条件を満たすハッシュ値が得られるまで計算を繰り返します。最初にマイニングに成功したマイナーは、生成したブロックにコインベース(coinbase)と呼ばれるトランザクションを入力することができ、それによりビットコインを報酬として受け取ることができます。こうした報酬の存在によって、正しい取引記録を継続することが取引改ざんや二重支払いなどの不正を行うよりも利益を得ることができるインセンティブとなり、ビットコインネットワーク全体の信用性が担保される仕組みとなっています。

生成されたブロックの検証作業

生成されたブロックはネットワーク全体にブロードキャスト(通知)され、ネットワーク参加者によって検証作業が行われます。検証作業では、ブロードキャストされたブロックの情報を元に、ハッシュ値の確認とビットコイン送金者の署名全てを参加者が各自で保持するブロックチェーンと照合します。その取引が正しい場合は、検証が終わった後に参加者はそれぞれ自分のブロックチェーンの末尾に新しいブロックを加えます。

マイニングによってブロックチェーンを保たせる

複数のブロックチェーンが生成された場合、ブロックチェーンは分岐してしまいますが、そうした場合には長いブロックチェーンが正当なトランザクションが記載されていると認められる仕組みとなっています。こうしたさまざまな仕組みにより、中央管理者のいないP2Pネットワーク内であっても同一のブロックチェーンを保つことができるのです。

マイニングというシステムが抱える課題

マイニングはビットコインというシステムを稼働させるために必要不可欠な仕組みです。一方で、システムの運用は利益を求める不特定多数のマイナーに委ねていることによって起こりうる問題も無視できないものとなっています。以下では、マイニングの代表的な課題について見ていきましょう。

51%攻撃

51%攻撃とは、悪意のあるマイナーがネットワーク全体の計算能力の51%以上を持ってしまうことで、取引を不当に承認・拒否できてしまう問題のことです。

2018年現在、ビットコインのマイニングシェアはマイニングプール上位3社により51%以上が占められており、理論上はビットコインのブロックチェーンを操作することが可能です。しかし、ハッシュパワーが51%を超えるのであれば不正行わずに正当にマイニングを続ける方が、報酬となるビットコインの価値も毀損させることもないため、マイナーが経済合理的に行動するのであれば起こりえないとする意見もあります。

セルフィッシュマイニング(selfish mining)

セルフィッシュマイニングとは、悪意のあるマイナーがメインチェーンよりも長い未公開のブロックチェーンを生成しておき、取引所などで取引を完了した後に取引完了前の未公開のブロックチェーンをブロードキャストして承認させ、メインチェーンとしてしまう問題のことです。

例えば、ビットコインを換金した後に、取引が完了していない未公開のブロックチェーンを公開してメインチェーンにすることで、換金したというトランザクションをなかったことにしてしまうことが可能です。換金した取引履歴がブロックチェーンには記載されていないため、再度ビットコインを換金することができてしまいます。

マイニングに参加するには?

ビットコインを保有するには、取引所でビットコインを購入するか、マイニングでビットコインを報酬として獲得するか、誰かからビットコインをもらう必要があります。マイニングは、ビットコインのブロックチェーンを維持するための管理手段という一面を持ちながら、ビットコインを獲得するための手段という側面も持っているのです。そこで、以下ではマイニングに参加する3つの方法とそのメリット・デメリットについてご紹介していきます。

自分で設備投資して単独で行うソロマイニング

ソロマイニングは、マイニング用のGPUや冷却装置などの機材や設備を自分で準備し、単独で行うマイニングのことです。ソロマイニングは、マイニングに成功すれば報酬のすべてを自分一人で受け取ることができます。一方で、多額の設備投資をしているマイナーと比較すると、個人のようなマイナーはマイニングの成功率が採算性が良くないことから、個人によるマイニングは現在では趣味の範囲を出ないものと言われています。

複数のグループや個人と協力して行うプールマイニング

プールマイニングは、複数の個人やグループが自身のコンピューターリソースを提供し合うことによってマイニングを行うものです。プールマイニングはソロマイニングよりもマイニングの成功率が高まることがメリットですが、貢献度に応じて報酬を分配する仕組みとなっているので、ソロマイニングよりも1度のブロック生成で獲得できる報酬は少なくなってしまうというデメリットもあります。

マイニングを代行してもらうクラウドマイニング

クラウドマイニングは、マイニングを行う団体に資金を提供し、資金量に応じて報酬を受け取る権利を得るマイニングです。クラウドマイニングでは、マイニングに関する知識や設備を必要としないため、上記2つのマイニングと比べて手軽に始めることができます。一方で、マイニング団体がなくなってしまうリスクやサービス自体が詐欺であるリスク、投資額を回収し黒字化するまでには時間がかかるといったデメリットがあることに注意しておくと良いでしょう。

【参照サイト】ハッシュレート分布

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