イーサリアム2.0やテゾスなどで実装されている「PoS(プルーフ・オブ・ステーク)」とは?

今回は、PoS(プルーフ・オブ・ステーク)について、大手暗号資産取引所トレーダーとしての勤務経験を持ち現在では暗号資産コンテンツの提供事業を執り行う中島 翔 氏(Twitter : @sweetstrader3 / Instagram : @fukuokasho12)に解説していただきました。

目次

  1. プルーフオブステークの特徴とは?
  2. PoSのブロック承認方法
  3. ネットワーク参加者のインセンティブ
  4. ブロック承認者の参加要件
  5. PoSの評価はこれから

ブロックチェーンでは取引が行われると、その取引が正当なものとする「承認作業」が必要です。

ビットコインやイーサリアムなどの暗号資産(仮想通貨)が動作する分散型ネットワークでは中央管理者が存在しないため、取引の承認作業はそれぞれのネットワークの参加者によって行われる必要があります。

ビットコインは承認アルゴリズムにPoW(プルーフ・オブ・ワーク)を採用しており、マイナーと呼ばれるネットワーク参加者が、ブロック報酬と引き換えに膨大なコンピューティングパワーを要す検証作業を行います。

別の承認アルゴリズムである「PoS(プルーフ・オブ・ステーク)」は、検証作業のインセンティブをトークン保有者に付与することでブロックチェーンの安全性を確保する仕組みです。PoSは電力消費が少なく効率的な承認アルゴリズムとして近年拡大しており、イーサリアムのアップグレード「Ethereum2.0」でも導入されています。ここでは、PoSについてご紹介していきます。

①プルーフオブステークの特徴とは?

PoS(プルーフ・オブ・ステーク)は特定の暗号資産(仮想通貨)の保有者の関与を、承認作業の信頼性の担保とします。使用される主な指標には、所有量、保有期間、及びそれらを掛け合わせた「コインエイジ」などがあります。

PoWが計算能力を担保をしているため、PoSとは大きな違いがあることが分かります。PoWでは高性能のコンピューターを購入して計算を実行することで、マイニングを開始できます。

一方、PoSではまず承認の対象となる暗号資産(仮想通貨)を取得する必要があります。そのため、PoSを採用するブロックチェーンプロジェクトは、資金調達の形でネイティブトークンの初期配分を行うケースが大半です。

PoS型コインの保有者は、資産をエスクロー口座に預けることで、ブロックの承認作業に参加することが出来ます。また検証作業に大規模なハードウェアを要するブロックチェーンもあり、その場合はノード管理者に委任することも可能なPoSという意味で「DPoS(Delegated PoS)」と呼ばれています。

②PoSのブロック承認方法

PoSの実装モデルは一般的に、ネットワークの強力な分散化を促進しており、匿名の参加者であってもブロックの検証に参加できるようにすることで、強固な分散型システムを構築することを目的としています。

分散性の面で、直接型のPoSはビットコインのPoWと同じように第三者からの介入に強いシステムとも言うことができます。このような分散型システムを強制的に破壊するためには全ての参加者に対する攻撃が必要になりますが、匿名参加者の特定や多数の参加者への攻撃が困難であることがシステムの破壊を困難にしているのです。

③ネットワーク参加者のインセンティブ

PoSの仕組みでは、希望者は保有している暗号資産をエスクロー口座に入れることでネットワーク参加者となります。エスクローに預けた資金の量が多ければ多いほど、ブロックを承認する「検証者(バリデーター)」として選ばれる確率が高くなるというのが一般的です。

ブロック承認者に選ばれた参加者は、ネットワーク上で取引を承認し、正当性を担保します。こうしたPoSのメリットは、不当な取引が発生した際に際立ちます。例えば、ビットコインではブロックを生成するために、前のブロックで含まれた「ハッシュ」を見つける計算作業を要します。不当な取引が含まれたブロックがあると、一連の承認作業が無駄に終わってしまうことになります。つまり、PoWでは膨大な電力と時間を無駄にしてしまうリスクが潜在的に存在するということです。

一方でPoSではブロックが有効であれば、承認者はこのブロックの取引手数料と、さらに該当するブロックの生成の報酬としてあらかじめ設定されていた金額を受け取ることになります。また、他の参加者にも、すべての取引が正しいかどうかを確認する責任があります。例えば悪意のある参加者が同じ資産を二度使うなどの不正行為をしていないか確認する責任があります。

不正があった場合にブロックは無効となり、詐称を行った参加者の資産がペナルティとして没収されたり、情報提供者に再分配される仕組みを設けているPoSプロジェクトもあります。こうした制裁を行うプロセスは「スラッシング」と呼ばれています。

スラッシングはすでにテゾスで採用されており、Ethereum 2.0にも実装される予定です。スラッシングの下では、ブロック承認者にとって不正の有無を確認するように働くインセンティブが2つあります。不正の無いブロックが作成されたときに報酬が得られるインセンティブと、不正が証明された場合に資金を失う罰としてのインセンティブです。PoWでは計算能力で機能する仕組みを、PoSでは資本に基づく仕組みに置き換えていると言えます。

④ブロック承認者の参加要件

PoSブロックチェーンでは、ブロック承認者として参加するために、ネイティブトークンの最小単位数を保存する必要があります。

基本的に、Ethereum 2.0では32 ETH、Tezosでは10,000 XTZが検証者としてノードを設置するための最小単位とされています。しかし、Tezosはバリデーションの参加権を他のユーザーに委任することで、あらゆる保有者もブロックの承認に間接的に参加できます。Ethereum 2.0も取引所やウォレットなど、ステーキングプールを提供するサービスも出てきています。

⑤PoSの評価はこれから

現在のところ、プルーフオブステークを利用したブロックチェーンはまだ歴史が浅いというのが事実です。最初のPoSの実装は2013年のNXTでしたが、この記事で紹介している具体的なプロトコルは2014年から開発が始まり、2016年から2018年にかけて運用されるようになりました。

PoWは、ビットコインで10年以上も滞りなく使用されてきたため、より強固であると考えられています。PoSは有望なコンセンサスモデルとして注目を集めていますが、時間をかけて利用価値を証明する必要があります。

PoSはブロックチェーンの中で日に日に重要な立ち位置を占めており、特にPoSへの移行を予定しているEthereum2.0は重要なトピックとなっています。このコンセンサスアルゴリズムは将来的にPoWに代わってブロックチェーン市場で主流になる可能性もあるため、進捗に注目しましょう。

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中島 翔

中島 翔

学生時代にFX、先物、オプショントレーディングを経験し、FXをメインに4年間投資に没頭。その後は金融業界のマーケット部門業務を目指し、2年間で証券アナリスト資格を取得。あおぞら銀行では、MBS(Morgage Backed Securites)投資業務及び外貨のマネーマネジメント業務に従事。さらに、三菱UFJモルガンスタンレー証券へ転職し、外国為替のスポット、フォワードトレーディング及び、クレジットトレーディングに従事。金融業界に精通して幅広い知識を持つ。証券アナリスト資格保有 。Twitter : @sweetstrader3 / Instagram : @fukuokasho12