ビットコインを生むマイニングの具体的な仕組み

マイニングはビットコインを生み出し、ブロックチェーンを守っています。このレッスンでは、マイニングの具体的な仕組みを説明します。

採掘(マイニング)とはコンピュータによる計算の競争

採掘(マイニング)は、新規発行されるビットコインを採掘者(マイナー)に与えるしくみで、常々行われているビットコインの取引が適正なものかどうかを判断して承認する作業です。

この作業を行わないと、世界中で行われている取引が枝分かれして、「どれが正しい取引なのか」がわからなくなってしまいます。従来のシステムでは、取引が行われるシステムで不正やエラーがないか、チェックする管理者を置くのが一般的です。

しかしビットコインの場合は管理者が存在しないため、不正を行いづらくするしくみが必要になります。それが「ブルーフ・オブ・ワーク(Proof of Work)」と呼ばれるしくみです。たとえば、誰かが勝手に「この取引を承認する」と言っても、ビットコインのシステムでは許可されません。

このプルーフ・オブ・ワークに基づいてのみ合意がなされます。プルーフ・オブ・ワークは、直訳すると「作業の証明」です。コンピュータに膨大な計算(作業)を行わせて、一種の「くじ引き」をしている状態です。

具体的には、コンピュータに「ある条件を満たした数字」を早く見つける競争を行わせ、その条件を満たした数字にたどり着いたコンピュータにビットコインの報酬が支払われます。このとき、そのコンピュータで新しい取引ブロックが生成され、その情報が世界中のネットワークに共有されます。

マイナーはネットワークの守護者

マイナーはビットコインのネットワークですべての取引の認証作業を行っています。ビットコインの認証作業は、コンピューターの計算力を使って行われます。マイナーはこの計算力を上げることにより、ブロックを見つけて報酬を受け取る確率を高めています。

マイナーは、ユーザーが行った取引に対して認証作業を行い、認証が完了した取引はネットワークに承認されます。このため、ビットコインのネットワークはマイナーなしでは正常に機能しません。

マイナーは取引を監視し、ネットワークのセキュリティを保証します。取引は、送信者からネットワークに配信され、マイナーがこの取引に不備がないかを確認します。マイナーが認証できなかったものは不正な取引となり、台帳に残りません。

スーパーコンピューターを超える計算力

ビットコインの認証作業は、コンピューターの計算量に左右されると説明しましたが、2009年の誕生以来、認証作業に使用される計算量は増え続けています。マイニングは当初、マイナーの自宅のパソコンを使ったものがほとんどでした。

しかし、ビットコインの価格上昇と共に、成功するとビットコインが得られるマイニングにも注目されるようになりました。マイナーが競争したことで総計算量も大幅に伸び、2017年現在、私たちが普段日常的に使っているパソコンでマイニングすることは事実上不可能になりました。

現在はマイニング専用機器ASIC(Application Specific Integrated Circuit)が開発され、マイニング用コンピューターの主流となっています。これにより、計算舅は爆発的に上昇し、マイニングに限っていえばスーパーコンピューターをしのぐほどに成長しています。

例えば、日本のスーパーコンピューター「京」は世界で8番目の計算量を誇るコンピューターですが、マイニングの用途に限ると、専用のコンピューターには勝てません。さらに、世界の1位から10位のスーパーコンピューターを用いてもマイナー全体の計算量の半分にも満たないと計算されています。

マイニングは誰でも参加できる

ビットコインの特徴の1つは、誰でもネットワークに参加できることです。インターネットさえあればすべての人がどこからでも、ビットコインのネットワークにアクセスできます。マイニングも同様に、ユーザーが自由に参加できます。

マイニングには電気代や専用設備などのコストがかかるため、電気代の安い中国、ベネズエラや、寒冷であるためマイニング用のマシンの冷却効率がいいアイスランド、または自然エネルギー発電が活発な北欧諸国などが、マイニングに適している地域といわれています。

ちなみに日本では、電気代が高いため、国内でビットコインのマイニングを行っている人はあまりいません。マイニングの参加は自由である一方、収益が上がらないマイナーは自然に離脱していきます。

ヒツトコインが登場した初期の時期は、多くの人は趣味程度にマイニングを行っていたといわれています。しかし現在は、マイニングの競争が激化し、マイニングファームと呼ばれる専門の企業が産業を形成しています。

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