コンセンサスとは、一連のガイドライン、意見、または原則に関する一般的な合意のことです。同様に、コンセンサスメカニズムとは、ブロックチェーンが暗号資産取引を認証し検証するときに従うルールや方針であるプロトコルのことを指します。
この仕組みにより、ブロックチェーン上の各取引が記録され、ネットワーク内のすべてのノードが、そのメカニズムに従って認証された取引を含むコピーにアクセスできます。
単一の管理機関がブロックチェーンを規制していないため、暗号資産取引の正当性に関して合意を得るための方法が必要です。そうでなければ、ブロックチェーンには悪意ある振る舞い、二重支出、偽の取引が発生する可能性があります。
PoSコンセンサスメカニズムを持つブロックチェーンは、ノードが一定期間暗号資産を「ステーキング」または「ロック」することを要求します。その見返りとして、これらのノードは「バリデーター」（選ばれたノードで、新しいブロックを生成し、ブロックチェーンのネイティブ暗号資産を報酬として受け取る者）になるチャンスを得ます。これは宝くじのようなもので、ステーク額が多いほどバリデーターとして選ばれる確率が高くなります。
PoSシステムには、バリデーターが不審な行動や詐欺的な行為を始めた場合にネットワークを保護するための枠組みが備わっています。
PoSは計算能力の消費が少なく、PoWと比べ取引や処理速度の向上を実現できるため、より現実的なコンセンサスメカニズムの選択肢となっています。PoW対応のブロックチェーンでは、マイナーがプロトコルに従い、コンセンサスルールを破らないことが求められます。
理論上、PoSはブロックチェーンの「51%攻撃」（攻撃者がブロックチェーンの過半数を掌握するタイプのハッキング）に対する防御を強化します。権限を持つハッカーは、取引を妨害したり、暗号資産を二重支出したり、ネットワークのコピーを作成したりすることが可能になります。
一方、プルーフ・オブ・ステークシステムは、暗号資産をセキュリティ入金としてロックするバリデーターへのアクセスを提供します。その結果、ハッカーはバリデーターのステークにアクセスできないため、暗号資産を攻撃したりブロックチェーンのトランザクションを妨害したりすることができません。ユーザーがコンセンサスルールに従わなければ、そのステークは没収されます。
PoWは、悪意のあるユーザーによる二重支出を防ぐことでフォークリスクを低減します。PoSシステムをハッキングするには、ハッカーはコインの50%以上を保有する必要があり、これは非常にコストがかかる作業です。
さらに、ブロックチェーンはネットワークを攻撃しようとする悪意あるユーザーに対してステークの没収という罰則を科すことができ、すべての利益を無価値にします。その結果、PoSシステムはほぼサイバー攻撃が不可能となり、ネットワークのセキュリティ向上につながります。
PoSは、暗号資産コミュニティ内で多くのブロックチェーン開発者・クリエイターにとって魅力的なコンセンサスメカニズムとして人気を集めています。そのため、バリデーター選出手順の効率化やブロックチェーンの性能・セキュリティ・効率を強化するために、さまざまなバリエーションが開発されています。
委任型プルーフ・オブ・ステーク（DPoS）フレームワークでは、ブロックチェーンのユーザーが、あらかじめ決められた数のバリデーター（ウィットネスと呼ばれる）に新しいブロック生成の責任を割り当てる権限を持ちます。これはユーザーがネイティブトークンを暗号資産ウォレットに保有している量に基づいて投票することで行われます。ユーザーは、効果の低いウィットネスをいつでも別のバリデーターに置き換えることができます。
リースド・プルーフ・オブ・ステーク（LPoS）は、ユーザーが特定のノードに暗号資産をリースし、そのノードがブロックチェーンの「ブロックプロデューサー」として機能することを目指すコンセンサスメカニズムです。ステークが多いほど、新しいブロックの作成者として選ばれ、報酬を得られる可能性が高まります。ユーザーはいつでもリースを解除できます。
保有トークンが少ないユーザーも、その資産を他者と組み合わせることで、従来のPoSシステムでは参加できなかったブロック生成プロセスに参加するチャンスを得ることができます。
ピュア・プルーフ・オブ・ステーク（PPoS）は、dApps（分散型アプリケーション）に特化したブロックチェーンAlgorandで採用されています。多くのPoSとは異なり、このプロトコルはノードの詐欺行為やセキュリティ脆弱性、アルゴリズムの欠陥に対する内部ペナルティメカニズムを持ちません。代わりに、PPoSは最小限のステーク条件で、意欲ある参加者が自由に参加しブロックチェーン保護に貢献できる仕組みとなっています。
通常のPoSプロトコルは、バリデーター選出時にステークされた暗号資産の数量/保有量だけを考慮します。一方、プルーフ・オブ・インポータンス（PoI）コンセンサスメカニズムは、資本以外にもユーザーの貢献を多角的に評価します。PoIではノード選出の際、さまざまな要素を加味します。
リキッド・プルーフ・オブ・ステーク（LPoS）を採用するブロックチェーンでは、ユーザーが暗号資産の管理権を失うことなく、自分のバリデータ権限や投票権を他の参加者に貸し出すことができます。
LPoSはDPoSと類似点がありますが、LPoSではユーザーは自身のトークンをステークするか、トークン化された検証権によって他のユーザーにバリデーター権限を割り当てるか自由に選択できます。DPoSがバリデーター数を固定するのに対し、LPoSではアクティブなバリデーター数が変動します。
プルーフ・オブ・バリデーション（PoV）プロトコルのブロックチェーンでは、ステークしたバリデータノードを用いてコンセンサスを形成します。各ノードはブロックチェーン上で発生したトランザクションの記録を保持しています。この仕組みはノードの公開鍵と暗号資産ウォレットを特定し、そのウォレットが保有する暗号資産の数量を認証します。ユーザーはバリデータノード内で自分の暗号資産をステークできます。各バリデータにステークされているトークン数量が、そのバリデータの有する投票数に影響します。
ブロックチェーンの全体投票権の少なくとも3分の2を代表するバリデーターグループが次のブロック生成に投票を送信すると、そのブロックは認証されたと見なされます。
多くのPoSコンセンサスメカニズムはPoWプロトコルから明確に距離を取りますが、いくつかのハイブリッド・プルーフ・オブ・ステーク（HPoS）メカニズムはPoWとPoSの特徴を組み合わせてブロックチェーンを稼働させています。
HPoSシステムでは、PoWマイナーが新しい暗号資産を含むブロックを生成し、これをPoSバリデーターに送信します。PoSバリデーターはその新しいブロックをブロックチェーンへ追加するかどうか投票で決定します。
PoSとPoWを比較する前に、PoWコンセンサスメカニズムが何か理解しましょう。
PoWでは、すべてのノードがそれぞれのコンピューターを使ってブロックチェーンの取引を検証します。マイナーは、莫大な電力と高度な計算能力を用いて複雑な数理問題を解くことにより新しいブロックを生成します。マイナーは最初に問題を解くことで新しいブロックを検証し、報酬として新たに発行されるコインを受け取ります。ビットコイン（BTC）は、世界で最も人気のある暗号資産であり、PoWコンセンサスメカニズムを採用しています。
PoSとPoWは、それぞれのブロックチェーンでコンセンサスを達成することを目指しますが、用いている方法は異なります。PoSでは、バリデーターが取引を認証するためには自らのネイティブ暗号資産を一定数量ステークする必要があり、その見返りに取引手数料を報酬として得ます。一方、PoWは複雑な計算を解いたマイナーに新しいブロックとネイティブ暗号資産を報酬として与えます。
PoSはPoWのような高度なハードウェアを必要とせず消費電力も少ないため、より環境にやさしい選択肢です。対して、PoWは大量のエネルギーと電力を消費し、環境に大きな影響を与えます。
以下の表は、PoSとPoWの違いをまとめたものです：
| ICO | IPO |
|---|---|
| プルーフ・オブ・ステーク | プルーフ・オブ・ワーク |
| バリデーターはコインをステークして取引手数料を報酬として受け取る | マイナーは新しいブロックを生成してコインを報酬として受け取る |
| トークン価値によってセキュリティが確保される | 膨大な計算力によってセキュリティが確保される |
| エネルギー効率が向上 | 大量の電力を使用 |
PoSは暗号資産の分野で人気を高めています。260種類以上の暗号資産がPoSコンセンサスメカニズムを採用しています。以下は、時価総額が最大のプルーフ・オブ・ステーク暗号資産です：
PoSは従来のPoWコンセンサスメカニズムに代わる選択肢であり、さまざまな点で改良をもたらしますが、依然として完璧なシステムではありません。理論上は優れた特徴を持ちますが、その実用性や実世界での性能は今後検証が必要です。
PoSは数あるコンセンサスメカニズムのひとつにすぎません。他のプロトコルより優れているわけではなく、単にブロックチェーン性能を向上し、暗号資産をユーザーの多様なニーズに合わせて効率化したい開発者・クリエイター向けの新たな選択肢です。
各システムにはそれぞれ利点と欠点があり、新しい暗号資産やネットワークが毎日登場しています。その一例がWorldcoinです。Worldcoinはプライバシー保証という大きな利点を提供します。私たちはユーザーのプライバシーと匿名性を維持しながら暗号資産への参加を拡大することを目指しています。そのため、地球上のすべての人に暗号資産の無料配布を提供しています。詳細を知りたい方は、ブログを購読してください。
Blockchain authentication verifies access with cryptographic keys on a blockchain, not passwords, and covers how it works, where it is used and its limits.
ブリッジはWeb3ユーザーがブロックチェーン間で暗号資産を転送するのに役立ちますが、ハッカーにとっては大きな標的でもあります。ここでは、暗号資産ブリッジのハックについて知っておくべきことを解説します。
暗号資産のマイニングは複雑で、ときに論争の的にもなります。何が起きているのか、どのように動作しているのかを学びましょう。
シビル攻撃とは、一人の人やボットが多くの偽アカウントでピアツーピアネットワークを偽装する攻撃です。シビル攻撃が何か、そしてブロックチェーン技術にどう関係しているかを学びましょう。
