プルーフ・オブ・ステーク（PoS）とは何か、どのように機能するのか？

プルーフ・オブ・ステーク (PoS) とは何ですか？

プルーフ・オブ・ステーク (PoS) は、ブロックチェーンコンセンサスメカニズムであり、エネルギー集約的な計算能力ではなく、ステークされたトークンを経済的担保として使用することでネットワークを同期させます。

 

PoS システムでは、参加者、別名バリデーターは、トランザクションを確認し、新しいブロックをチェーンに追加する権利を得るためにネットワークのネイティブトークンをロックします。

 

基本的な考え方はシンプルです：バリデーターがゲームに参加しているため、ネットワークは安全に保たれ、正直に行動することが報われ、悪い行動は時にはそのステークの一部を失うことで罰せられることがあります。

 

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PoS はどのように機能しますか？

PoS は、ルールに基づく選択プロセスを通じてバリデーターの義務を回転させ、その後、何かが確定される前に他のバリデーターからの独立したチェックを要求することで、ブロック生成を公正かつ安全に保ちます。

 

PoS プロセスの4つの重要なステップは次のとおりです：

 

1. ステーキング：バリデーターは、一定量の暗号通貨をステークとしてロックする必要があります。このステークは担保として機能し、ネットワーク内での正直な行動を促進します。
   
   

2. バリデーション：バリデーターは、ステークのサイズや場合によってはランダム化などの他の要因に基づいて、新しいブロックを提案し検証するために選ばれます。ステークが大きいほど、選ばれる可能性が高くなります。
   
   

3. コンセンサス：ブロックが提案されると、他のバリデーターがその有効性をチェックします。承認されると、ブロックはブロックチェーンに追加され、ブロックを提案したバリデーターは報酬を受け取ります。
   
   

4. ペナルティ：悪意のある行動をしたり、義務を果たさなかったバリデーターは、ステークした資金の一部を失うリスクがあります。これにより、ネットワークの整合性が保護されます。

 

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PoS の利点

1. エネルギー効率
   PoS は、ステーキングとバリデーターのインセンティブを通じてブロックチェーンネットワークを保護するため、エネルギー効率の良いコンセンサスメカニズムとして広く説明されています。イーサリアムの PoS への移行は、ネットワークのエネルギー使用を約99.95%削減しました。これが、PoS が大規模ネットワークに対するクリーンな代替手段としてしばしば位置づけられる理由です。
   
   

2. スケーラビリティとパフォーマンス
   PoS ブロックチェーンは、より速いブロック生成をサポートすることでスケーラビリティを向上させるように設計されていることが多く、より迅速な確認や柔軟なアップグレードパスを提供します。
   
   現代の PoS 設計に関する研究とプロトコル文書は、マイニング競争を排除することで、より高いトランザクションスループットのためにパフォーマンスを調整しやすく、ネットワーク運用をスムーズにすることができると強調しています。

3. アクセスのしやすさ
   PoS は、バリデーションに特別なマイニングリグを必要としないため、参加の障壁を下げます。代わりに、ユーザーはトークンを直接ステークしたり、バリデーターに委任したりすることができ、「ステーキング」がマイニングよりもネットワークセキュリティに貢献するためのより身近な入り口となります。

PoS の制限

1. 富の集中と中央集権化のリスク
   バリデーターの影響力が通常ステークによって重み付けされるため、ステークが少数のバリデーターや大規模なオペレーターに集中すると、PoS は中央集権化に向かう可能性があります。
   
   Polkadot の文書は、中央集権化の圧力を伝統的な PoS モデルにおける既知のリスクとして明示しており、多くのネットワークがより広範な参加を促すための設計選択を追加しています。

2. 初期分配と早期のコントロール
   PoS ネットワークの初期トークン分配は、人々が認めたがらないほど重要です。初期供給が不均等に分配されている場合、投票権とバリデーションの影響力が構造的に偏る可能性があります、特にチェーンの初期段階において。
   
   

3. セキュリティモデルのトレードオフ
   PoS は攻撃の表面を変えます。PoS のセキュリティに関する学術研究は、プロトコルが強力な最終性とチェックポイントスタイルの保護を欠いている場合のリスクの一種として「長期攻撃」を議論しています。良いニュースは、多くの PoS 設計が緩和策を含んでいることですが、PoS チェーンを評価する際の重要なセキュリティ考慮事項であることに変わりはありません。

 

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PoS はプルーフ・オブ・ワーク (PoW) よりも優れている点は何ですか？

プルーフ・オブ・ワーク (PoW) はマイニングでブロックチェーンを保護します、つまりネットワークのセキュリティは継続的なエネルギー消費に結びついています。PoSは対照的に、ステーキングとバリデーターの経済学を通じてネットワークを保護します。そのため、研究やプロトコルチームは PoS をよりエネルギー効率の良い方法として位置づけ、電力をビジネスモデルに変えることなくブロックチェーンをスケーリングします。

 

によるとEthereum.org、イーサリアムは2022年9月15日に PoS への移行を完了し、スイッチ後のエネルギー削減は約99.95%であると主張しています。

 

現在の主要な PoS ネットワークには、イーサリアム、カルダノ（Ouroboros PoS）、ソラナ（PoS とプルーフ・オブ・ヒストリーを併用）、ポルカドット（指名プルーフ・オブ・ステーク）、およびアバランチ（バリデーターは AVAX をステーク）があります。

 

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