ブロックチェーンのコンセンサスアルゴリズムとは何ですか?

所有権や金額などの取引の基本的な特性は、基本的な数学的特性に基づいて機能する公開鍵暗号化のおかげで簡単に検証できます。

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コンセンサス アルゴリズムは、悪意のある人物が同じコインを 2 回 (または任意の回数) 使用できる「二重支払い」攻撃を軽減するために存在します。この問題を解決するには、2 種類の支出のどちらが効果的かを慎重に判断する必要があります。

この問題には純粋に数学的な解決策はありません。代わりに、コンセンサス アルゴリズムは、暗号化と経済的インセンティブを組み合わせて、機能的なネットワークを維持します。

ビットコインのコンセンサスは、最も長いブロックチェーンのみが有効なブロックチェーンであるという単純なルールに基づいています。このシステムは、ビットコインの匿名の創設者に敬意を表して、ナカモトコンセンサスとして知られるようになりました。

このコンセプトが機能するには、各チェーンにブロックを追加するのが困難になるはずです。ここで、作業証明とマイニングが登場します。各ブロックは暗号化技術によって保護されており、ブロックを追加するためにマイナーは計算能力を提供する必要があります。

計算能力は電力使用量に比例するため、ビットコインは基本的な物理量であるエネルギーによって直接保護されます。プルーフ・オブ・ステークでは、ネットワークはステーク（ネットワーク独自のトークンの形で一定量の資本）を約束することで自らの安全を確保します。そのセキュリティは、ネットワークの認識された経済的価値、つまり過半数の株式を購入するのにどれくらいの費用がかかるかから直接導き出されるように設計されています。

しかし、PoW ネットワークでは、経済的価値とセキュリティの間にも密接な相関関係があります。マイナーは報酬としてコインを受け取ります。つまり、コインの価値が高ければ高いほど、マイナーが稼ぐお金も増えるということです。

新しいマイナーは、より多くのハードウェアを追加し、報酬の一部を獲得するためにより多くの労力を費やすよう動機付けられ、セキュリティが向上します。時間が経つにつれて、各マイナーの利益は電気料金によって決まる経済的均衡に向かう傾向があります。

したがって、マイニングに使われる電力量は、トークンの排出率と時価総額によって決まり、ネットワークのパフォーマンスやアクティビティとはほとんど関係がありません。多くの PoS 支持者は、これが PoW の最大の問題であると考えています。