ELI5: プルーフ オブ ワークとは プルーフ・オブ・ステーク?

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この記事は、新しい「Explain Like I'm Five」(ELI5) シリーズの一部であり、一般的な質問を取り上げて、できるだけ簡単に回答します。.

暗号について読んだことがあるなら、おそらくその莫大な二酸化炭素排出量について多くの話を聞いたことがあるでしょう。

たぶん、それはコンピューターの電力をどれだけ消費するかが原因であることを知っているでしょう. 鉱夫が関与していますが、懐中電灯のヘルメットをかぶって金を掘りに行くタイプではありません。

仮想通貨が見かけほど悪くない理由を人々が説明しようとするとき、「プルーフ オブ ステーク」という言葉を聞いたことがあるかもしれません。 しかし、層をより深く掘り下げようとすると、おそらく次のような定義に出くわすでしょう:

「プルーフ オブ ステークは、ブロックチェーン上のトランザクション データを検証するための計算による証明ではなく、バリデーターの選択に依存する新しいコンセンサス メカニズムです。」

は?

暗号通貨がどのように生成されるかを理解するのに役立つように、最初に出てきたプルーフ オブ ステークとプルーフ オブ ワークの「Explain Like I'm Five」の概要を次に示します。

で始まります: 「コンセンサスメカニズム」とは一体何なのか?

短いバージョン:

  • プルーフ オブ ワークとプルーフ オブ ステークはどちらも、中央機関を必要とせずに暗号トランザクションを検証および保存する方法です。
  • プルーフ オブ ワークでは、コンピューターは最初に複雑なパズルを解こうと競争し、次のデータ ブロックを検証する権利を「獲得」して、報酬として暗号を生成します。 うまく機能しますが、非常に電力を消費します。
  • プルーフ オブ ステークは、次のデータ ブロックを検証するコンピューターがランダムに選択される宝くじシステムに似ているため、処理能力を競う必要はありません。

ELI5: コンセンサスメカニズムとは?

プルーフ オブ ワークとプルーフ オブ ステークはどちらも、ブロックチェーン上で物事を整理するコンセンサス メカニズムです。

それでは、それが何を意味するのか、そしてコンセンサスメカニズムがなぜそれほど重要なのかについて説明しましょう。

コンピューターのない古代社会に住んでいるとしますが、特定の時間に誰がどれだけのお金を持っているかを追跡したいとします。 約 1,000 枚の金貨を持ち歩くことは安全でも現実的でもありません。そのため、銀行にお金を預けて、銀行に全員のお金を追跡させることに同意します。

ジョーは銀行を担当しています。 すぐに、彼は貪欲になります。 彼は自分自身にお金を与え、自分の支出の記録を削除します。 要するに、彼はお金を担当する中央当局としての権力を乱用しています。

最終的に、あなたとあなたの隣人はジョーが何をしているかを発見し、システム全体が崩壊します. 明らかに、1 人の人間がすべてのログを処理することを信頼することはできません。

必要なのは公的記録です

それで、あなたは集まって、必要なのは全員の富の公的記録であると判断します. すべての情報は公開されており、1 人の個人または団体が簡単に操作することはできません。. ジョーをライオンに食べさせた後、町の広場に巨大な石板を建てます。

誰かがお金を使うときはいつでも、他の人が見ることができるように、その記録を石板に刻みます。 また、すべての取引記録は文字通り石のように設定されているため、1 人の人物が編集したり操作したりすると、他の全員が気付き、悪臭を放つことになります。

ゲイリー・トッド/ウィキメディア・コモンズによるエアナタム石のタブレット

巨大な石の台帳が機能します。 誰もが同じレコードをリアルタイムで見ることができ、操作できないため、信頼されています。 石板は、通貨システム内のすべての人の間でコンセンサスを達成するのに役立っているため、優れたコンセンサス メカニズムです。

さて、全員が物理的に同じ場所にいる場合、石のタブレットはうまく機能します。 しかし、世界中に何億人ものユーザーがいる場合はどうなるでしょうか?

どうやって:

  • 新しいトランザクションを検証し、
  • 新しく更新された元帳を世界中のすべての人に共有し、
  • 両方をリアルタイムで実行しますか?

これにより、暗号通貨の 2 つの主要なコンセンサス メカニズムであるプルーフ オブ ワークとプルーフ オブ ステークにたどり着きます。

ELI5: Proof of Work (PoW) とは?

別のシナリオを次に示します。たとえば、友人のカーリーに 100 ドル相当のお金を送るとします。 ビットコイン.

POW システムでは、世界中の強力なコンピューターが競争して、取引データをブロックチェーンに追加します。

しかし、コンピューターでいっぱいの巨大な地下壕 (これは一般に「鉱山」と呼ばれます) があっても、 データの検証とブロックチェーンへの追加は、非常に複雑であるため、まだ時間がかかる場合があります。 処理する。 マイナーは、トランザクションを最初に検証したことに対して、ブロックチェーンによってビットコインで報われるため、それを行います。

このシナリオでは、データが追加されると、勝ったコンピューターがブロックチェーン上の他のすべてのコンピューターに向きを変え、「これでよろしいですか? クリスはカーリーに 100 ドル相当のビットコインを送ったのですか?」

他のすべてのコンピューターがうなずきます。 "いいね、" 彼らが言うには。 “新しいブロックを送ってください。マスターレコードに追加します.”

「ちょっと待って」とカーリーのコンピューターが言います。 「実際、彼は彼女に150ドル相当のビットコインを送った」

しかし、カーリーのコンピューターは世界で唯一、反対しているので、残りのコンピューターは次のように言います。いや、ファム。 チャンスではありません。

カーリーがプルーフ オブ ワーク ブロックチェーンを「ハッキング」できる唯一の方法は、投票に勝つことです。 理論的には、彼女はブロックチェーン全体のコンピューター パワー (別名投票パワー) の 51% を集めることでこれを行うことができます。

ビットコインの場合、これには数百億ドル相当のコンピューターと電気が必要になります。 しかし、より小さなブロックチェーンでは、 「51% 攻撃」は依然として現実の脅威.

Proof of Work の概要は次のとおりです。

  1. コンピューターはトランザクションを検証してブロックチェーンに追加するために競争します
  2. 次に、他のすべてのコンピューターとの「投票」を確保するために振り返ります。
  3. 新しく更新された台帳は全員と共有されます

しかし、現在プルーフ・オブ・ワークが直面している大きな問題は、ブロックチェーンが非常に長くなり、競争が激化していることです。 新しいトランザクションを非常に激しく検証します — システム全体を維持するには、あまりにも多くの電力と電力が必要です。

壁に書いてあるのを見て、仮想通貨のイノベーターたちは、わずか 2 年後の 2011 年にプルーフ オブ ステークを考え出しました。

ELI5: プルーフ オブ ステーク (PoS) とは?

プルーフ オブ ワークの最大の問題は、それが客観的に見ても無駄だということです。 町で最大かつ最悪のコンピューターに報いることで、誰もがより高速なコンピューターを購入して構築し続ける必要性を生み出しました. これにより、コンピューター部品の世界的な不足と計画停電が発生しました。

しかし、プルーフ オブ ステーク システムでは、「マイナー」はトランザクションを検証するために互いに競い合い、計算をしのぐ必要はありません。

代わりに、ブロックチェーンはランダムに「マイナー」を選択して、次のトランザクションを検証します。 要するに、プルーフ オブ ステークは競争というよりも宝くじシステムに似ています。 技術的に言えば、選択されたコンピューター (別名「ノード」) は、プルーフ オブ ステークの「マイナー」ではなく「バリデーター」と呼ばれます。

トランザクションの検証に選ばれ、報酬として仮想通貨を獲得できる可能性は完全にランダムではありません。 まず第一に、バリデーターとしての資格を得るには、ブロックチェーンに最小限の暗号通貨を入金する必要があります。これは、一種の「保証金」として保持されます。

たとえば、今後のイーサリアム 2.0 ブロックチェーンでバリデーターとしての資格を得るには、最低入金額は 32 ETH になると彼らは言います。 32 ETH が手元になくても心配する必要はありません — 他のブロックチェーンのステーキングの最低額は、SOL や ADA の 1 ドル相当のように、はるかに低くなっています。

しかし、1 ドル相当の SOL を持っていたとしても、トランザクションの検証に選ばれる可能性は非常に低くなります。 そのため、ほとんどの人は、選択した取引所を通じて巨大なプールを介して仮想通貨を賭けています。

のような巨大な取引所を通じてステークする場合 クリプトドットコム、プールはかなり頻繁にランダムな契約を獲得し、コインベースはプール内で賭けたすべての人に定期的に支払いを分配します. この支払いは定期的な利息の支払いの形で行われます。そのため、ステーキングはしばしば暗号世界の高利回りの普通預金口座に例えられます。

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主な違いは何ですか?

今、私たちは知っています:

  • 作業証明 ブルート フォースを使用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している。
  • ステークの証明 エネルギー消費の少ない宝くじシステムを使用しています。

しかし、プルーフ オブ ワークとプルーフ オブ ステークの違いはそれだけではありません。 ここにさらにいくつかあります。

エネルギー効率

プルーフ オブ ワークとプルーフ オブ ステークの最大かつ主観的に最も重要な違いは、それらが消費する電力量です。

ビットコインだけでも現在、アルゼンチン全体よりも多くのエネルギーを消費しています。 年間 65 メガトンの CO2 を放出し、ギリシャ全体よりも大気汚染が進んでいます。

一方、イーサリアムがプルーフ オブ ワークからプルーフ オブ ステークに移行すると、新しいイーサリアム 2.0 ネットワークは 99% 少ないエネルギーを消費します。

装置

2 つの暗号コンセンサス メカニズムの次の重要な違いは、ブロックチェーンを維持するために必要なハードウェアです。

Proof of Work には、トランザクションを最初に検証してより多くの報酬を得るために、世界中の同様の鉱山と競合するコンピューターでいっぱいの巨大な「暗号鉱山」または「ファーム」が必要です。

暗号通貨マイニング リグの列 – ウィキメディア コモンズ

しかし、プルーフ オブ ステークは、デポジットした仮想通貨の量に基づいてバリデーターを選択するため、 コンピューター処理能力 — 世界最大のステーキング プールは、職場のラップトップから実行できます。 インターネットカフェ。

処理速度

プルーフ オブ ワークはマイナーの世界に複雑なパズルを提示し、最初にそれを理解した人に報酬を与えます。 そのプロセスは遅く、集中的なものになる可能性があります。

一方、プルーフ オブ ステークは、単に勝者を選んで宿題を与えるだけで、取引速度が急速に加速します。

全体として、イーサリアムが PoS に移行すると、そのトランザクション速度は 1 秒あたり 15 トランザクションから 100,000 まで跳ね上がると予想されます。

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トレーサビリティ

仮想通貨の核となる信条の 1 つは、分散化です。 これは、サトシ・ナカモトの元のビットコインのホワイトペーパー/マニフェストにまでさかのぼります。 個人であろうと政府全体であろうと、誰もこの新しい形の通貨を制御、操作、または抑圧することはできません。.

予想通り、中国はファンではありませんでした。 中王国は 2021 年に採掘と取引を禁止しました。 そしてわずか数か月で、世界の鉱業における中国のシェアは約 70% から 0% になりました。

中国当局がマイニングをこれほど迅速に阻止できた大きな理由は、仮想通貨のマイニングが送電網で簡単に検出できるためです。 しかし繰り返しになりますが、PoS 暗号はトースターより消費電力が少ないため、検出が非常に難しく、中国の暗号産業の復活に貢献する可能性があります。

スケーラビリティ

プルーフ オブ ワークとプルーフ オブ ステークのどちらが長期的によりスケーラブルかについては、現在も議論が続いています。

一見すると、プルーフ オブ ワークはまったくスケーラブルではありません。 ビットコインだけでもすでに世界の電力の 0.5% を消費しており、それは世界中の「たったの」1 億 1,400 万人のユーザーに相当します。

しかし、Proof of Work の愛好家は、 ライトニング ネットワーク 電力消費の問題に対処します — そして、そのプルーフ オブ ステークはまだテストされていないため、すぐにスケールアップすることはできません。

すべてのことを考慮しても、陪審員はまだスケーラビリティを検討していません。

それを「ハッキング」するために必要なリソース

PoW ブロックチェーンと PoS ブロックチェーンの両方が 51% の攻撃に対して脆弱です。 唯一の違いは、ハッキングに必要なものです。

プルーフ・オブ・ワークのブロックチェーンをハッキングするには、 そのブロックチェーンをサポートするマイニング パワーとも呼ばれるコンピューティング全体の 51% を制御する必要があります。 つまり、1 トンのコンピュータ パワーだけでなく、1 トンの電力も必要です。 しかし、これによりビットコインは非常に安全になります。 プルーフ・オブ・ステークのブロックチェーンをハッキングするには、 そのブロックチェーンに入金された、別名ステーキングされた暗号の合計の 51% を管理する必要があります。

PoS ブロックチェーンは、ハッカーがブロックチェーンから盗む前にそのブロックチェーンのほとんどの暗号を所有する必要があるため、心理的に安全であると言う人もいます。 言い換えれば、PoS ブロックチェーンの 51% の株式を取得した場合、その価値を効果的に破壊することから盗むことによって最も傷つくのはあなたです。

結論

プルーフ オブ ワークとプルーフ オブ ステークの詳細と違いが頭をよぎる場合は、あなただけではありません。 重要なポイントは次のとおりです。暗号は非効率的ですが、そうである必要はありません.

プルーフ オブ ステークは、Tesla からプルーフ オブ ワークのハマーになるかもしれません。 これは飛躍的な進歩であり、テクノロジー全体の未来を保証します。

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