どうも！こんにちは！
クリプトマッスルです！
ブロックチェーンにおいて非常に重要な仕組みである「コンセンサスアルゴリズム」について、一体何なのかを4つの種類別にそれぞれのメリット＆デメリットを踏まえて出来るだけわかりやすく説明します。
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コンセンサスアルゴリズムとは？
ブロックチェーンにおけるコンセンサスアルゴリズムは訳すと、
コンセンサス＝合意
アルゴリズム＝数学的な問題を解くための一連の手順
になり、又の名を合意形成と言います。
ブロックチェーンは、管理者がいない分散型なので取引が行われた際に誰かしらその取引が正当に行われているかをチェックしなければいけません。誰がチェックするのかを決める方法＝コンセンサスアルゴリズム（合意形成）となります。
このコンセンサスアルゴリズムには大きく分けて4種類があります。
コンセンサスアルゴリズムの種類
それではそれら4種類のそれぞれの特徴、メリット、デメリットについて見ていきましょう。
PoW（プルーフオブワーク）
これは、ビットコインなどで使用されているもので、ブロックを生成してそれを追加させる権利をハッシュ値を1番早く計算したマイナーに与えるというものです。
つまり、その取引を1番早く承認したマイナーが報酬としてコインをもらえるということで、この計算競争は約10分毎に行われています。
メリット
- 取引記録の改ざんに強い
先ほど述べた計算競争ですが、計算といっても単なる計算ではないので相当タフなものになります。世界中のマイナーと勝負をするのです。なので、不正をしたい人もその競争に勝たなければいけません。これは非常に難しいことで現実的ではありませんし、それならむしろマイナーになって報酬を得た方が良いかもしれません。
デメリット
- コストが掛かる
膨大な計算をすることから電気代の消費量が半端ではありません。一説では小さな国に匹敵するぐらいの電気代の使用量とまで言われています。
なので、個人での参加はほぼ不可能になります。
- 51%攻撃
個人での参加は不可能なので、当然マイナー集団というのがいます。万が一この集団が結託などしてマイニングの計算能力の過半数を保持してしまうと、恣意的にブロックが生成されてしまう恐れがあります。
つまり、承認行動が中央集権化してしまうということで本末転倒になってしまいます。
ただ実際にこの51%攻撃は実行することはほぼ不可能と言われています。
PoS（プルーフオブステーク）
これはPoWのデメリットを改善して作られたものです。
このアルゴリズムでは計算競争をするのではなく、1番コインを所有しているものが管理者となって取引を承認します。
メリット
- コストが掛からない
PoWのように膨大な計算競争をしなくて済むので電気代が掛かりません。
- 51％攻撃の可能性の低減
51％攻撃をするには過半数のコインを所有しなければいけません。ですのでそれを達成するのにそもそも膨大な費用が掛かるのでPoWの時よりもさらに難しくなります。
デメリット
- 流動性の低下
コインの所有量が多いほど得するシステムなので保有者はコインを貯蓄する傾向にあります。そうすることで、貨幣の本質である流動性が低下してしまうということです。
要は、金持ちがさらに金持ちになるといった流れができてしまうのです。
これはこれで、本来、平等の経済を掲げてきた仮想通貨の根底と逆をいってるような気がします。
PoI（プルーフオブインポータンス）
これは、さらにPoWとPoSのデメリットを改善して作られたアルゴリズムになります。これでは、コインにとってのその人の重要度具合で報酬を得る権利を付与されるものになります。
重要度というのは、コインの保有量と取引量によって決められるとされています。つまりは、流動性をどれくらい高められたかということですね。
メリット
- 貧富格差が抑えられる
今までだと富裕層が有利に働くことが多かったですが、このアルゴリズムでは流動性が重要になってくるので格差を今までよりも抑えることができます。
デメリット
- ハーベスティング
このアルゴリズムで報酬を得ることをハーベスティングと言いますが、このハーベスティング自体に参加するのに一定量のコインの保有量が必要になってくるので結局富裕層に有利に働くのではないかという懸念が残ります。
PoC（プルーフオブコンセンサス）
これはリップル社が採用しているもので、今までのものとは少し異なるのが特徴になります。
PoCは、承認された使用度の高い承認者の中で80%以上が有効と判断した場合にのみ記録や承認が行われるというアルゴリズムです。いわば投票のような形ということです。
ちなみに承認者というのは基本的に各金融機関など（現在ではマイクロソフトやMITなども）が担い、それにより信用を保っています。
メリット
- コストが掛からない
膨大な計算をする必要がないので、電気代が掛からないという長所があります。
- 取引速度が速い
ビットコインでは1つのブロックを生成にするのに10分ほど掛かっていましたが、これでは数秒程度で済むことが可能になります。
デメリット
承認者である企業や金融機関が同時倒産や結託しての情報操作などを行うとカウンターパーティーリスクが起きる可能性があります。
しかし、取引の5〜10秒程度の間に起きた場合ですのでほぼ起こらないと言っても過言ではないでしょう。
マッスルまとめ
ここまで、ブロックチェーンにおいて非常に重要な仕組みである「コンセンサスアルゴリズム」について、一体何なのかを4つの種類別にそれぞれのメリット＆デメリットを踏まえて出来るだけわかりやすく説明してきました。
結局どのアルゴリズムが1番良いのかということですが、それぞれにメリット・デメリットがあり、一概にこれが1番というのは決められないですがその特性の見極め、コインを買う際の判断材料程度にして頂ければと思います。
まだまだ発展途上なのでこれからに期待です。