ブロックチェーン コンセンサスの種類 – Cryptopolitan

ブロックチェーン コンセンサスとは、ブロックチェーンの現在の状態に関するブロックチェーン ネットワークの参加者間の合意を指します。 このコンセンサス メカニズムは、ブロックチェーン テクノロジの安全な運用に不可欠であり、ネットワークにおける信頼の基盤です。

ブロックチェーン技術で使用されるコンセンサス アルゴリズムにはいくつかの種類があり、それぞれに独自の特徴とトレードオフがあります。 最も一般的に使用されているコンセンサス アルゴリズムを見て、それぞれの独自性を説明しましょう。

仕事の証明（PoW）

プルーフ オブ ワークは、ブロックチェーン テクノロジで使用されるオリジナルのコンセンサス アルゴリズムであり、ビットコイン ブロックチェーンで最初に実装されました。 PoW では、参加者は難しい数学的パズルを解くために競争し、最初にそれを解いたパズルがブロックチェーンに次のブロックを追加することが許可されます。 このプロセスはマイニングと呼ばれ、マイナーはその努力に対して一定数のトークンを受け取ります。

Advantages:

 • PoW は安全であり、長年にわたって信頼できるコンセンサス メカニズムであることが証明されています。

 • 51% の攻撃に対して耐性があり、単一のエンティティがマイニング パワーの 50% 以上を制御し、ブロックチェーンを操作できます。

短所：

 • PoW はエネルギーを大量に消費し、大量の計算能力を必要とするため、マイナーの二酸化炭素排出量とコストが高くなります。

 • ネットワークは低速で混雑している可能性があり、取引手数料が高くなり、確認時間が遅くなる可能性があります。

ステークの証拠（PoS）

プルーフ オブ ステーク (PoS) は、ブロックチェーン ネットワークが集中的な計算能力を必要とせずにトランザクションに関するコンセンサスに達することを可能にする革新的なコンセンサス メカニズムです。 これは、プルーフ オブ ワーク (PoW) に代わる、より公正で持続可能な代替手段と考えてください。 PoS では、バリデーターは、ネットワーク内で保有するステークの量に基づいてトランザクションを検証するために選択されます。 バリデーターのステークが多いほど、トランザクションのブロックを検証するために選択される可能性が高くなります。 これは、検証が計算能力に基づく PoW とは異なり、PoS では検証が所有権に基づいていることを意味します。

Advantages

 • PoS は PoW よりもはるかにエネルギー効率が高く、二酸化炭素排出量と参加者のコストを削減します。

 • トランザクションは、PoW に比べてはるかに高速かつ低コストで処理されます。

デメリット

 • PoS は「Nothing at Stake」攻撃に対して脆弱です。バリデーターは、攻撃に参加して何かを失うわけにはいかないため、正直に行動するインセンティブがありません。

 • また、少数の参加者グループがステークされたトークンの大部分を制御するため、ネットワークを大幅に制御する集中化の影響を受けやすくなります。

ステークの委任証明（DPoS）

Delegated Proof of Stake (DPoS) は、一部のブロックチェーン ネットワークで使用される Proof of Stake (PoS) コンセンサス メカニズムのバリエーションです。 DPoS システムでは、トークン保有者は、トランザクションの検証とブロックチェーンへの新しいブロックの追加を担当する限られた数の代表者に投票します。

Advantages

 • DPoS は PoW や PoS よりも高速で効率的であり、トランザクション処理時間は秒単位で測定されます。

 • 証人が利害関係者によって選出され、ネットワークがより分散化されるため、PoS よりも民主的です。

デメリット

 • 目撃者がカルテルを形成し、結託してネットワークを制御できるため、依然として中央集権化の影響を受けやすい。

 • 証人はトランザクションをブロックする権限を持っているため、DPoS は検閲に対しても脆弱であり、ネットワークの検閲につながる可能性があります。

ビザンチンフォールトトレランス（BFT）

ビザンチン フォールト トレランス (BFT) は、分散システムで使用される用語で、コンポーネントの一部に障害が発生したり侵害されたりした場合でも、システムが正しく機能する能力を表します。 ブロックチェーン技術の文脈では、BFT は、一部のノードが悪意を持って動作したり失敗したりしている場合でも、ブロックチェーン ネットワークがトランザクションのコンセンサスに達する能力を指します。

実用的なビザンチン フォールト トレランス (PBFT) や委任されたビザンチン フォールト トレランス (DBFT) など、ブロックチェーン ネットワークで BFT を実現するために使用できるアルゴリズムはいくつかあります。 これらのアルゴリズムは、投票やレプリケーションなどのさまざまな手法を使用して、障害のあるノードや侵害されたノードが存在する場合でも、トランザクションに関するコンセンサスに到達します。

Advantages

 • BFT は高速かつ効率的で、トランザクションはリアルタイムで確認されます。

 • ネットワーク参加者の最大 XNUMX 分の XNUMX の障害を許容し、コンセンサスを維持できるため、安全で回復力があります。

デメリット

 • BFT は許可されたブロックチェーン ネットワークにのみ適しています。これは、すべての参加者が既知であり、信頼されている必要があるためです。

 • かなりの投票力を持つ参加者がトランザクションをブロックし、ネットワークを操作できるため、検閲に対して脆弱です。

他の一般的なブロックチェーン コンセンサス メカニズムには、次のものがあります。

活動証明（PoA）

Proof of Activity (PoA) は、Proof of Work (PoW) と Proof of Stake (PoS) の両方の要素を組み合わせてブロックチェーン ネットワークを保護するハイブリッド コンセンサス メカニズムです。 PoA では、マイニング (PoW) とステーカーによる検証 (PoS) の組み合わせによってブロックが作成されます。 プロセスの PoW 部分には、マイナーが複雑な数学的問題を解決してトランザクションを検証し、それらをブロックチェーンに追加することが含まれます。 PoS 部分には、一定量のネットワークのトークンを保持するステーカーが関与し、マイナーによって生成されたブロックを検証します。

重要性の証明（PoI）

Proof of Importance (PoI) は、一部のブロックチェーン ネットワークで使用されるコンセンサス メカニズムであり、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権利を持つノードを決定します。 プルーフ オブ ワーク (PoW) やプルーフ オブ ステーク (PoS) とは異なり、PoI は計算能力やトークン保有量だけでなく、ネットワークに対するノードの重要性を示すその他の要因も考慮します。 PoI では、各ノードに重要度スコアが割り当てられます。このスコアには、ノードが保持するトークンの数、ノードが行うトランザクションの頻度と価値、ネットワーク アクティビティ全体などのさまざまな要因が考慮されます。 重要度スコアが高いノードは、トランザクションを検証してブロックチェーンにブロックを追加するために選択される可能性が高くなります。

容量証明 (PoC)

Proof of Capacity (PoC) 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一部のブロックチェーン ネットワークで使用されるコンセンサス メカニズムです。 それぞれ計算能力とトークン保有に依存するプルーフ オブ ワーク (PoW) とプルーフ オブ ステーク (PoS) とは異なり、PoC はノードのハード ドライブ領域を使用して、トランザクションを検証する能力を判断します。 PoC の主な利点は、計算能力ではなくストレージに依存しているため、PoW と比較してエネルギー消費を削減できることです。 ただし、ハードドライブの容量が大きいノードは小さいノードよりも有利な場合があるため、PoC は集中化に対して脆弱になります。

火傷の証明（PoB）

Proof of Burn (PoB) 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一部のブロックチェーン ネットワークで使用されるコンセンサス メカニズムです。 PoB では、ノードは一定量のトークンを「バーン」または破壊し、ネットワークへのコミットメントを示し、トランザクションの検証に選択される可能性を高めるために、それらを流通から効果的に排除します。 PoB の背後にある考え方は、ネットワークを保護するためにトークンを喜んで犠牲にするノードは、正直で信頼できる可能性が高いということです。 ノードがトークンをバーンすると、それに比例した量の「マイニング パワー」を受け取ります。これにより、トランザクションを検証し、ブロックチェーンにブロックを追加するために選択される可能性が決まります。

ボトムライン

コンセンサスの概念は、あらゆるブロックチェーン システムの重要な側面です。 プルーフ オブ ワーク、プルーフ オブ ステーク、委任されたプルーフ オブ ステークなどのさまざまなコンセンサス メカニズムは、ブロックチェーン ネットワークのセキュリティ、分散化、効率性を確保する上で重要な役割を果たします。 各コンセンサス メカニズムには独自の機能とトレードオフがあるため、ユーザーがニーズに適したオプションを選択する前に、オプションを慎重に評価することが重要です。 ブロックチェーン技術の継続的な進化に伴い、将来的に新しく改善されたコンセンサスメカニズムが出現し、分散型システムの可能性がさらに広がる可能性があります。