ブロックチェーン コンセンサス メカニズムは、次の XNUMX つの目的を達成することを目的とした自動化されたシステムの一種です。
- ブロックチェーン台帳に保存されたデータに満場一致で同意する分散型のリーダーレスな方法を提供します。
- すべてのネットワークバリデーターがプロトコルのルールに従い、その役割を正直に実行するようにしてください。
誰もがルールに従って行動することを確認する役割を持つ単一の個人またはエンティティを信頼したくなるかもしれませんが、階層システムには明確な欠点があります. そのため、ビットコインはコンセンサスメカニズムを使用しています。
Bitcoin's コンセンサスメカニズムの使用により、真のピアツーピア電子キャッシュシステムが作成されました。 このシステムは、銀行や政府などの中央集権的な仲介者の必要性を相殺し、すべての人にとっての経済的自由の概念を変えました.
これは実際にはどういう意味ですか？ これは、ビットコインが中央銀行によって管理されていない最初の通貨であることを意味します。 結果として得られる自由により、理論的には、信頼とコンセンサスの性質に関するいくつかの非常に興味深い質問を探ることができます。
ビザンチン将軍の問題は何ですか？
ビットコインが行った最も重要なことの XNUMX つは、ビザンチン将軍問題を解決したことです。 あなたは、それぞれ戦場の異なる場所に配置された複数の小隊からなる軍隊の指揮官であると想像してください。 特定の時間に XNUMX つの要塞地域を攻撃することを計画しています。 これを行うには、各小隊と調整して、正しい時間、場所、および行動計画を全員が確実に把握できるようにする必要があります。
しかし、XNUMX つ以上の小隊が命令を受け取れなかった場合はどうなるでしょうか? 彼らの攻撃が早すぎる場合はどうなりますか？ 彼らが間違った場所に到着した場合はどうなりますか？ 小隊に計画を妨害しようとする裏切り者がいる場合はどうなりますか?
言い換えれば、Bitcoin が登場するまで、暗黙の信頼を欠く環境でさまざまな関係者の間でコンセンサスに達する安全な方法はありませんでした。
この問題は、分散ネットワークが分散型の方法で合意に達する方法を調査した 1982 年の学術論文で初めて登場しました。 その答えは、サトシ・ナカモトが ビットコインホワイトペーパー、コンセンサスメカニズムでした。
このアルゴリズムにより、ネットワーク内のすべてのノードは、一部のノードが悪意を持って動作したり、単に失敗したりした場合でも、単一のバージョンの真実に同意できます。 コンセンサス メカニズムは、ネットワーク内の各ノードがネットワークにブロードキャストし、すべてのトランザクションを検証することによって機能します。 ノードがトランザクションを検証すると、他のすべてのノードが追加専用台帳のコピーにレコードを追加します。 「追加のみ」とは、台帳が新しいレコードのみを受信でき、誰も以前のレコードを変更できないことを意味します。 これをブロックチェーンと呼びます。
ビザンチン将軍の問題に戻ると、各小隊は注文を個別に確認して保存し、他の小隊と確認します。 たとえば、そのうちのXNUMX人が攻撃がキャンセルされたと主張した場合、近くの小隊にさらに確認すると、XNUMX人のリーダーが嘘をついていることが証明されます. これにより、ネットワーク内のすべてのノードが同じバージョンの真実を持つことが保証されます。 また、悪意のあるノードが単独でネットワーク データを操作できないことも意味します。
コンセンサスメカニズムはどのように機能しますか?
さまざまな人が採用するさまざまな方法があります ブロックチェーン & 暗号通貨プロトコル コンセンサスを達成するために。 ただし、最も人気のある XNUMX つは、 プルーフ・オブ・ワーク (PoW) およびプルーフ・オブ・ステーク (PoS) コンセンサス・メカニズム.
プルーフオブワーク（PoW）
コンピュータ科学者の Cynthia Dwork と Moni Naor は、1993 年にメール スパムを防止する手段として PoW を初めて開発しました。 ビットコインの作成者は後にこの概念を採用し、分散型通貨システムでの使用に適応させました。
スルー ビットコインマイニングプロセス、ネットワークバリデーター（マイナーと呼ばれる）は、専用のコンピューター機器を使用して、XNUMX分ごとに繰り返される暗号化ベースの競争に勝ちます.
この概念の詳細については、ラーニング センターの記事をご覧ください。 暗号通貨はどのように暗号を使用しますか?
PoW は計算リソースを利用して、新たに提案されたトランザクションが有効であり、プロトコルのルールに従っていることを「証明」するために「作業」が行われるようにします。
この作業には、各マイナーが負担しなければならない電気、メンテナンス、および初期費用が含まれます。 このコストは、悪意のある人物がネットワークに参加して、スパムや不正なトランザクションでネットワークを破壊しようとするのを阻止するのに役立つため、重要です。 結局のところ、自分のお金を投資した場合、何かを破損させたいと思う可能性は低くなります。
プルーフオブステーク（PoS）
PoS は、2012 年に Sunny King と Scott Nadal によって開発された比較的新しいタイプのコンセンサス メカニズムです。
プルーフ オブ ワークと同様に、PoS はコンセンサス メカニズムと同じ重要な目的を果たしますが、独自の方法で実現します。
ネットワーク上の他のバリデーターと競争して最初に暗号化ベースの競争に勝つのではなく、PoS は、ネットワーク参加者が資産を「ステーク」またはロックしてバリデーターになることを要求します。
PoS は、報酬とペナルティのインセンティブのシステムを使用して、トランザクションが正当な方法で検証され、ブロックチェーンに追加されるようにします。 より多くの暗号通貨をロックしようとする人は、新しいブロックを提案して報酬を獲得する可能性が高くなります。 しかし、バリデーターがプロトコルのルールに違反した場合、彼らのステークされた資産は、「スラッシング」として知られるプロセスで自動的に没収されるリスクがあります。
最高のブロックチェーンコンセンサスメカニズムは何ですか?
どのコンセンサス メカニズムが「最適」かという議論は、決着がつかない可能性があります。 各ブロックチェーンの特定のユース ケースに関する要因が多すぎて、決定的な結論を導き出すことができません。
多くの人は、PoW が 51% 攻撃に対してより優れたセキュリティを提供すると認識していますが、このプロセスは大量のエネルギーを消費します。 私たちはすでに 以前のブログ投稿で、ビットコインが環境を破壊しているという神話を打ち破った、しかし、認識は残ります。
多くの PoS ブロックチェーンは PoW チェーンよりも大幅に少ないエネルギーを消費しますが、多くの人はこれらのブロックチェーンが危険にさらされていると感じています。 たとえば、彼らは、PoS ブロックチェーンはセキュリティを優先して分散化に重点を置いていると考えています。 詳細については、 ブロックチェーンのトリレンマ.
要するに、専門家は通常、PoW がより優れたセキュリティと分散化の保証を提供する一方で、その過程である程度のスケーラビリティを犠牲にしていると認識しています。 PoS は、ある程度のセキュリティと分散化を犠牲にしながら、より優れたスケーラビリティを提供すると見られています。
最適な選択は、特定のブロックチェーンの主なユース ケースなど、さまざまな要因によって最終的に異なります。
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- 情報源： https://blog.kraken.com/post/17546/crypto-101-what-is-a-consensus-mechanism/
