ポピュラーサイエンスコーナー10 | イーサリアムマイニングとは？
コインに関係するものはすべて、マイニングと切り離せないものでなければなりません。イーサリアムネットワークでは、イーサリアムを入手したい場合は、マイニングによっても入手する必要があります。次に、マイニングに関しては、コンセンサスメカニズムと切り離せないものでなければなりません。
ビットコインのコンセンサスメカニズムはPoW（Proof of Work）です。簡単に言うと、より多くの計算作業に支払うほど、正しいハッシュ値を最初に見つけられる可能性が高くなり、ビットコインで報酬が得られる可能性が高くなります。
しかし、ビットコインのPoWにはトランザクションの処理速度が遅すぎるという欠点があり、マイナーは常にハッシュ値と計算を衝突させる必要があり、無駄が多く非効率的です。
ビットコインの欠点を補うために、イーサリアムはPoSと呼ばれる新たなコンセンサスメカニズムを提案しました（これは英語で「公平性の証明」を意味する略語で、「資本の証明」とも訳されます）。
簡単に言うと、PoS は実際にはその文字通りの意味と同じです。つまり、株式、株式、より多くのコインを保有するほど、より多くの株式を保有し、より高い株式を得ることができます。イーサリアムの PoS は、より多くのコインを保持するほど、より長くコインを保持するほど、計算の難しさが軽減され、マイニングが容易になることを意味します。
確かにイーサリアムのコンセンサスメカニズムはPoSですが、PoSはイーサリアムリリース当初の計画や目標に過ぎず、現在のイーサリアムが採用しているコンセンサスメカニズムもビットコインのPoWであるPoWです。
イーサリアムの初期設定では、段階的なアップグレードを通じて、比較的安定したシステムを構築するために初期段階ではまだPoWが使用され、その後徐々にPoW+PoSが採用され、最終的にPoSに完全に移行することをイーサリアムは望んでいました。
ここには 2 つの情報が含まれます。
最初の情報ポイントは、イーサリアムで採用されている PoW (つまり、ビットコインの PoW) ですが、まったく同じではなく、違いがあるということです。
2つ目の情報は、イーサリアムの初期設定においては、段階的なアップグレードによりPoWからPoSへの移行が実現されることが期待されているということです。
次のコンテンツでは、これら 2 つの情報ポイントを 1 つずつ説明しましょう。
1. 現在イーサリアムで採用されているコンセンサスメカニズムもPoWですが、ビットコインのPoWとどう違うのですか？
簡単に言うと、イーサリアムのマイニング難易度は調整できますが、ビットコインのマイニング難易度は調整できません。これは私たちの大学入学試験のようなもので、州ごとに教育状況や学生数が異なるため、大学入学試験は州ごとに全国論文と独立命題に分かれています。イーサリアムはこう言いました: 私はこのように地域ごとに質問を作成することに賛成です!しかしビットコインはこう言いました。「いいえ、それは国中で同じに違いない、誰もが同じ困難を抱えているはずです!」
ビットコインはコンピューターの計算能力を使用して多数のハッシュ衝突を行い、さまざまな可能性を列挙して正しいハッシュ値を見つけます。イーサリアム システムに関しては、後続の各ブロックの難易度を計算するための特別な式があります。ブロックが前のブロックよりも早く検証される場合、イーサリアム プロトコルはブロックの難易度を高めます。ブロックの難易度を調整することで、ブロックの検証にかかる時間を調整できます。
イーサリアムプロトコルでは、難易度の動的な調整方法として、ネットワーク全体で新しいブロックを作成する時間間隔を15秒とすることが規定されており、ネットワークがブロックチェーンを作成するのに15秒かかります。高速化により、システムの同期が大幅に改善され、悪意のある参加者がコンピューティング能力の 51% (つまり半分以上) を動員して、このような短期間に履歴データを変更することは困難になります。
2. イーサリアムの初期設定では、段階的なアップグレードによりPoWからPoSへの移行が実現されることが期待されます。
イーサリアムがリリースされた2014年に遡ると、チームはプロジェクトのリリースをフロンティア（辺境）、ホームステッド（農場）、メトロポリス（大都市）、セレニティ（平静）の4つのフェーズに分けると発表した。最初の3段階のコンセンサスメカニズムはPoW（ワークロードプルーフメカニズム）を採用し、4段階目はPoS（ステークプルーフメカニズム）に切り替わります。
2015 年 7 月 30 日、イーサリアムの最初のフェーズである「フロンティア」が正式にリリースされました。このフェーズは開発者にのみ適用されます。開発者はイーサリアム ネットワーク上でスマート コントラクトと分散型アプリケーション プログラム DAPP を作成でき、マイナーはイーサリアム ネットワークへの参入を開始しますネットワークのセキュリティを維持し、イーサリアムを取得するためのマイニングを行います。最新バージョンはベータ版のようなもので、イーサリアムネットワークが信頼できるかどうかを証明します。
2016年3月14日、イーサリアムは第2ステージ「ホームランド」に入り、ウォレット機能を提供し、一般ユーザーがイーサリアムを便利に体験・利用できるようになりました。他の側面では明らかな技術的な改善はなく、イーサリアム ネットワークがすでにスムーズに動作できることを示しているだけです。
2017年9月、イーサリアムは第3ステージ「メトロポリス」に入りました。 「メトロポリス」はビザンティウムとコンスタンティノープルの2つのアップグレードで構成されており、このステージの目標は、PoWとPoSのハイブリッドチェーンモデルを導入し、PoWからPoSへのスムーズな移行に備えることです。最近人気の「イーサリアム コンスタンティノープル アップグレード」は、PoW から PoS への移行のための良い基盤を築きました。
3. イーサリアムのマイニングから得られる報酬はどのように計算しますか?
イーサリアムのマイニングはどれくらいの報酬を得ることができますか?ブロック作成コンテストで優勝したマイナーは、次の収入を獲得します。
1) 静的報酬、5 イーサリアム。
2) ブロック内で費やされる燃料コスト、つまりガス。これについては前号で説明しました。
3) ブロックの一部として「おじさんブロック」の追加報酬が含まれており、各おじさんブロックはマイニング報酬の 1/32、つまり 5 に 1/32 を乗じた金額を報酬として受け取ることができます。 0.15625イーサリアム。
ここで「おじブロック」について簡単に説明します 「おじブロック」という概念はイーサリアムによって提案されましたが、なぜおじブロックという概念を導入する必要があるのでしょうか？これもビットコインから始まります。
ビットコインプロトコルでは、最も長いチェーンは確実であると考えられています。ブロックが最長のチェーンの一部ではない場合、そのブロックは「孤立ブロック」と言われます。孤立したブロックは、正当なブロックでもありますが、少し後で発見されたか、ネットワーク送信が少し遅く、最長のチェーンの一部にならなかった可能性があります。ビットコインでは、孤立したブロックは無意味であり、後で破棄され、孤立したブロックを見つけたマイナーはマイニング関連の報酬を受け取りません。
しかし、イーサリアムは孤立したブロックが無価値であるとは考えておらず、イーサリアムシステムは孤立したブロックを見つけたマイナーにも報酬を与えます。イーサリアムでは、オーファンブロックは「アンクルブロック」と呼ばれ、メインチェーンのセキュリティに貢献します。イーサリアムの10秒以上のブロック間隔は速すぎるため安全性が低下しますが、アンクルブロックへの参照を促すことでメインチェーンへの参照はより安全性の保証が得られます（オーファンブロック自体も合法であるため）。アンクルブロックに支払われる報酬は、マイナーがアンクルブロックを積極的にマイニングし、積極的に引用する動機にもなり得るため、イーサリアムはそれが価値があると信じています。
