ブロックチェーンコンセンサスアルゴリズムとは? – クリプトポリタン

管轄内の結婚許可証に関する重要な情報を含むデータベースなどの集中型システムには、データベースを維持および保持する権限を持つ集中型管理者が必要です。 特定の許可の要件を満たした人の名前を追加、削除、または更新するなどの変更を行うのは、正確な記録を保持する最終的な責任を負う中央当局の責任です。

分散型で自己規制型のパブリック ブロックチェーンは、中央の権限がなくても世界規模で機能できます。 多くの個人が、検証と認証を支援することで貢献しています ブロックチェーンブロックマイニングによるベースのトランザクション。

ブロックチェーン コンセンサス アルゴリズム

ブロックチェーン技術は、私たちがデータや金融の世界とやり取りする方法を急速に変えています。 ブロックチェーン システムの信頼性と安全性を高める重要な要素の XNUMX つは、コンセンサス アルゴリズムです。 この記事では、ブロックチェーン コンセンサス アルゴリズムとは何か、またその仕組みについて説明します。

コンセンサス アルゴリズムは、共有台帳の状態に関する合意を維持するために、ブロックチェーン ネットワークのすべての参加者が従う一連のルールです。 これは、ネットワーク内のすべてのノードが同じデータ ビューを持ち、トランザクションが検証され、安全で分散化された方法でブロックチェーンに追加されることを保証するメカニズムです。

ブロックチェーン コンセンサス アルゴリズムの種類

ブロックチェーン コンセンサス アルゴリズムには、長く多様な歴史があります。 プルーフ オブ ワーク (PoW) の最も初期の化身はビットコインを保護するために使用され、サトシ ナカモトは 2008 年にこの概念を導入しました。それ以来、PoW に代わるものを提供するようになりました。 これらのアルゴリズムにはそれぞれ明確な長所と短所があり、開発者はブロックチェーンのコンセンサス メカニズムを選択する際にさまざまなオプションを利用できます。 最終的に、各コンセンサス アルゴリズムは、それを使用するネットワークに固有のものであり、適切なアルゴリズムを選択すると、暗号通貨ネットワークの速度とセキュリティの両方に大きな影響を与える可能性があります。 最も一般的に使用されるコンセンサス アルゴリズムには、次のものがあります。

-プルーフ・オブ・ワーク (PoW)

- プルーフ・オブ・ステーク (PoS)

-委任されたプルーフ・オブ・ステーク (DPoS)

-履歴証明 (PoH)

-ビザンチン フォールト トレランス (BFT)

-有向非巡回グラフ (DAG)

実績証明書（PoW）

プルーフ・オブ・ワークは、2009 年にビットコインが作成されたときに初めて導入されたコンセンサス アルゴリズムです。これは計算集約型の設計であり、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ためにノードが複雑な数学的計算を実行する必要があります。 計算を解いて正しい解を見つけた最初のノードには、一定数のトークンまたは暗号通貨が与えられます。

ノードによって実行される計算作業はマイニングと呼ばれます。 マイニングのプロセスは、単一のノードがブロックチェーン上のデータを操作することを困難にすることで、ネットワークのセキュリティを確保するのに役立ちます. Proof-of-Work の背後にある考え方は、ネットワークにコンピューティング パワーを追加すればするほど、ネットワークの安全性が高まるというものです。

Proof-of-Work は非常に安全で信頼性の高いコンセンサス アルゴリズムですが、いくつかの欠点があります。 これには大量のコンピューティング パワーとエネルギーが必要であり、費用がかかり、環境に悪影響を与える可能性があります。 さらに、マイニングのプロセスは遅く非効率的であり、トランザクション時間が遅くなり、手数料が高くなる可能性があります。 PoW を使用する仮想通貨には、ビットコイン (BTC)、 ドージコイン (DOGE)、ライトコイン (LTC)、モネロ (XMR)、ジーキャッシュ (ZEC)。

ステークの証拠（PoS）

Proof-of-Stake は、Proof-of-Work の代替として開発された新しいコンセンサス アルゴリズムです。 ノードに複雑な計算を実行させる代わりに、Proof-of-Stake は一定量のトークンまたは暗号通貨を担保として保持するノードに依存します。 この担保は、トランザクションを検証し、ブロックチェーンに追加するために使用されます。

Proof-of-Stake の検証プロセスは、Proof-of-Work よりもはるかに高速で、エネルギー効率が高くなります。 ノードはトランザクションを検証するためにランダムに選択され、保持するトークンが多いほど、選択される可能性が高くなります。 これにより、ノードはより多くのトークンを保持し、ネットワークのセキュリティを維持するようになります。

プルーフ オブ ステークは、プルーフ オブ ワークの有望な代替手段ですが、それ自体に欠点がないわけではありません。 検証プロセスが分散化されていないため、Proof-of-Work よりも安全性が低いと主張する人もいます。 また、単一のエンティティが大部分のトークンを保持する可能性があり、ネットワークの集中化につながる可能性があります。 プルーフ オブ ステークを使用する一部の暗号通貨は、 Ethereum (ETH)、テゾス (XTZ)、 EOS （EOS）、および Cardano （ADA）。

委任されたプルーフオブステーク（DPoS）

Delegated Proof-of-Stake は、標準の Proof-of-Stake アルゴリズムに関連するいくつかの課題に対処するために開発された、Proof-of-Stake の変形です。 DPoS では、ネットワーク内の他のノードから受け取った投票数に基づいて、トランザクションを検証し、ブロックチェーンに追加するノードが選択されます。 DPoS の背後にある考え方は、投票数が最も多いノードが最も信頼性と信頼性が高いため、トランザクションの検証を担当する必要があるというものです。

DPoS は、トランザクションの検証に少数のノードしか必要としないため、高速で効率的なコンセンサス アルゴリズムです。 ただし、検証ノードの選択は、計算能力やトークンの量ではなく、受け取った投票数に基づいているため、Proof-of-Work や Proof-of-Stake よりも安全性が低いと見なされます。所有。 一部の DPoS 暗号は、Tron (TRX)、EOS (EOS)、および Steem (STEEM) です。

履歴の証明（PoH）

Proof-of-History (PoH) は、従来のブロックチェーン技術に代わるものを提供しようとするコンセンサス アルゴリズムです。 時間そのものをブロックチェーンに組み込むことにより、Proof-of-History (PoH) は、ブロック処理中のネットワーク ノードの負担を軽減するコンセンサス メカニズムです。 ノードには独自の内部クロックがあり、時間とイベントの検証に使用されます。 Proof-of-History はまだ開発の初期段階にあり、暗号通貨業界ではまだ広く使用されていません。 Proof of History アルゴリズムは、Solana ブロックチェーンでのみ使用されます。 このため、ネットワークは非常にスケーラブルで、60,000 秒あたり最大 XNUMX トランザクションを処理します。

ビザンチンフォールトトレランス（BFT）

BFT コンセンサス アルゴリズムは、一部のノードが信頼できなかったり、悪意を持って動作したりした場合でも、ブロックチェーン ネットワークでコンセンサスに達するように設計されています。 これらは、ノードが匿名で信頼できないパブリック ブロックチェーン ネットワークとは対照的に、すべてのノードが既知で信頼できる許可型ブロックチェーン ネットワークで一般的に使用されます。

最も一般的な BFT コンセンサス アルゴリズムは、Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) と呼ばれます。 PBFT は、ネットワーク内の他のすべてのノードへのトランザクションの収集とブロードキャストを担当する、プライマリと呼ばれる指定されたリーダー ノードを持つことによって機能します。 ネットワーク内の各ノードは、トランザクションを検証し、トランザクションを承認または拒否するメッセージをプライマリに送信します。 ノードの XNUMX 分の XNUMX 以上がトランザクションを承認すると、プライマリはトランザクションをブロックチェーンに追加できます。

重要性の証明

重要性の証明は、暗号通貨ネットワークへのノードの貢献を検証し、新しいブロックを生成する権利を獲得するための方法です。 他のコンセンサス アルゴリズムに対する PoI の利点の XNUMX つは、ネットワーク内で報酬をより公平に分配できることです。 計算能力のみに基づいてノードに報酬を与える PoW や、保有するトークンの数のみに基づいてノードに報酬を与える PoS とは異なり、PoI は、ネットワーク全体の健全性と幸福に寄与するさまざまな要因を考慮に入れます。 .

暗号通貨がコンセンサスメカニズムを使用する理由

暗号通貨には、ネットワークの安全性、信頼性、信頼性を確保するためのコンセンサス アルゴリズムが必要です。 コンセンサス アルゴリズムにより、ネットワーク ノードはトランザクションの有効性について合意し、すべての参加者がブロックチェーンの状態について合意していることを確認できます。 これにより、二重支払い、悪意のある活動、およびその他のセキュリティ問題が暗号通貨ネットワークで発生するのを防ぐことができます。 また、トランザクションが迅速かつ効率的に処理されるため、タイムリーに確認することができます。 最後に、コンセンサス アルゴリズムは、トランザクションの検証やノードの維持に対して報酬を提供することで、ユーザーがネットワークに関与し続けるように動機付けるのに役立ちます。

ボトムライン

要約すると、ブロックチェーン コンセンサス アルゴリズムはブロックチェーン テクノロジの基礎であり、ブロックチェーン エコシステム全体が構築される信頼とセキュリティの基盤を提供します。 トランザクションの検証、新しいブロックの作成、およびネットワーク内のノード間のコンセンサスの維持を担当します。 分散型で改ざん防止の性質を持つコンセンサス アルゴリズムは、ブロックチェーンのユーザーに信頼と透明性を提供します。 開発者がよりエネルギー効率が高く、スケーラブルで安全なアルゴリズムを作成しようとしているため、ブロックチェーン コンセンサス アルゴリズムの革新と進化は続いています。 これは常に進化している分野であるため、今後数年間で多くのエキサイティングな進歩が期待できます。