このブログ記事では、Proof of Stake (PoS) についてお話しします。Proof of Stakeは比較的新しい技術で、ビットコインの実装で人気のBitcointalk.orgフォーラムでユーザーのQuantumMechanicによって提案されました。このときの提案はこちらで確認できます。

現在、Cardano (ADA) は最も人気があり広く利用されているProof of Stakeのブロックチェーンです。しかし、まもなくEthereumもProof of WorkからProof of Stakeに切り替わり、より低い手数料、より良い分散化、環境への影響が低減されるでしょう。

Proof of Stakeとは

Proof of Stake (PoS) は、トランザクションを検証し、51％の攻撃からブロックチェーンを保護するブロックチェーンのプロトコルであ、その目的はProof of Workプロトコルと同じです。

Proof of Stakeでは、ワーカー (ノード) がトランザクションを検証するために計算能力を使用し、その結果、多くの電力を使用して環境に悪影響を与える代わりに、ノードが残高を賭ける必要があります。その後、これらのノードがトランザクションを検証します。

Proof of Stakeの仕組み

このように、Proof of Stakeノードはブロックチェーン上のトランザクションを検証します。

Proof of Stakeにはマイナーは存在せず、バリデーターが存在します。バリデーターはブロックをマイニングするのではなく、ブロックをmint (forge) します。ノードがネットワークによってランダムに選ばれると、バリデーターとなります。

Proof of Workでは、すべてのマイナーが同時に作業を行い、数学的問題を最初に解決したマイナーにブロック報酬が支払われる。このため、扶養なエネルギー消費が大量に発生します。

一方、Proof of Stake ネットワークは、バリデーターとなりブロックをmintするノードを1つだけ選びますぶ。ノードはステークエイジ、ステーク額、その他の要素に基づいてランダムに選ばれます。

ノードがバリデーターになるには、一定額のコインをネットワークに預ける必要があります。これをステークと呼びます。イーサリアムの2.0における1ノードあたりの最低ステーク額は現在32ETHです。ステークとは担保の役割を果たします。ステーク額が高いほど、ノードがバリデータに選ばれる確率は高くなります。

バリデーターはコインを出資しているため、ブロック内の正しい取引を検証してくれると信頼できます。もしバリデーターが不正に取引を検証すれば、バリデーターは自分のステーク (賭け金) の一部または全部を失うことになります。

Proof of Stakeの利点

PoSもPoWも、基本的にはブロックチェーン上での二重支出を防ぐために使われます。唯一の違いは、二重支出を防ぐために使われる方法にあります。PoS方式には、PoW方式に比べていくつかの利点があります。プルーフ・オブ・ステーク（Proof of Stake）は結局のところ、プルーフ・オブ・ワークのスケーラビリティ、環境、51％攻撃の問題を解決するために開発されました。

Proof of Stakeの主な利点

1. 環境影響

最も明らかなのは、PoWが環境に与える悪影響です。Proof of Workは現在、トランザクションを確認するために膨大な電力を使用している一方、Proof of Stakeが使用する電力はごくわずかで、実質的に無視できるほど小さいです。

2. 分散化

必要なのは金銭的負担だけなので、より多くの人が参加できます。PoWでは、一部のマイナーは選ばれたグループ (アーリーアクセスASIC) しか参加できません。

3. インフレーション

PoSは大量の電力を使用しないため、ブロック報酬を引き下げたり、削除したり、あるいはマイナスのブロック発行 (手数料を燃やす) を行うことができます。マイナスのブロック報酬 (焼却) を設けることで、理論的には通貨の価格は上昇するはずです。さらに、この方法であれば、価格をより適切にコントロールすることができ、ボラティリティを低く抑えることができます。

4. セキュリティ

Proof of StakeブロックチェーンはProof of Workブロックチェーンよりセキュリティが高いです。

Proof of Stakeには利点がありますが、欠点もあります。

1. お金がお金を生む

リッチなバリデーターは、より頻繁に選ばれるようになるため、よりリッチになる。そのため、長期的には富が集中し、少数のノードに富が集中する危険性があります。