ビットコインのマイニング(採掘)とは?

発行主体のないビットコインはどのように発行されるのでしょうか。

マイニング(採掘)という方法で発行されています。

マイニングは10分に1回、行われるように調整されています

 

 

具体的に何をしているのか

Alexandra_Koch / Pixabay

ビットコインの取引台帳であるブロックチェーンに、新規の取引を承認して追加することをマイニングといいます

ブロックチェーンへの追加作業が終わると報酬用のトランザクションを受け取ることができます。

作業をすると新たなビットコインが現れることから、発掘を意味するマイニングといわれています。

ビットコインの取引が行われると、そのトランザクションはブロックチェーンへの書き込み待ち状態になります。すると世界中のマイナー(採掘者)がそのトランザクションをブロックチェーンに追加しようとします

その際に「くじ引き」が行われ、選ばれたマイナーが取引内容を承認してブロックを作成し、ブロックチェーンに追加する権利を得ます。くじ引き方法は複雑な数学的計算問題を解くという形で行われます

CPUパワーと電気代を資本として行われるのがマイニングです。この仕組はビットコイン自体にプログラミングされています。コンピュータの計算速度が上がったり、マイナーが増加すると問題の難易度が高くなるようにして10分間隔を守る調整機能も持っています

追加されたブロック情報は全マイナーに公開され、次のくじ引きが開始されます。現在、マイニングはASICという特殊なハードウェアで専業のマイナーグループにより行われています。本拠地は電気代の安い中国や東南アジアに置いている場合が多いようです。

 

 

半減期とは

ビットコインは2100万BTC以上は発行できない仕組みになっています。

当初のマイニング報酬は50BTCから始まりました。発行高を調整するため21万ブロックごとに報酬が半減していく仕組みになっています。

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2018.02.25

最初の半減期は2012年11月で報酬は25BTCになりました。次は2016年7月で12.5BTCに半減しました。徐々に発行ペースが下がっていき、最終的にはゼロになり、採掘終了となります。

報酬がゼロになったとき、マイナーたちのモチベーションはどうなるのでしょうか。実は、マイナーが手に入れるのは発掘されたビットコインだけではなく、送金手数料も手にすることができます。

現在のような激しいマイニング合戦は影を潜めるでしょうが、マイナーがいなくなってしまうことはないといわれています。ある程度、手数料の調整が行われる可能性はあります。

競争率が低くなることにより、後で述べる51%攻撃へのリスクが高まる可能性もあります。

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マイニングプールとクラウドマイニング

複数のマイナーたちがチームを組んでマイニングを行う際に、マイニングプールという考え方が採用されました。各自が発掘したビットコインをプールしておき、貢献度に応じて分配するというものです。

クラウドマイニングというのは自分で発掘は行わず、プールに出資することで配当を受けるものです。

世界中にどれだけのプールがあり、ジェアがどの程度あるのかはblockchain.infoで確認できます。一つひとつのプールが巨大化しており、ブロックチェーンの寡占化が進んでいるという危惧があります。

特定のマイナーが51%を超えるとブロックチェーンを自由にコントロールできてしまう(51%攻撃)からです。

しかし、マイナーたちもビットコインの価値を下げるような攻撃をしても得るものがないので杞憂にすぎないという楽観論が支配的です。

 

ビットコインは、あらかじめ決められたルールに従い、淡々と動き続けています。
あらかじめ決められたルールには、送金の方法や決済の方法などといったシステム処理だけでなく、ビットコインの新規発行に関わるルールも含まれています。

また、ビットコインは、全体を管理する人も中央に決まったサーバーもありません。

ビットコインのシステムを維持することをマイニング(採掘)と呼び、維持する人のことをマイナー(採掘者)と呼びます。
そして、ビットコインのシステムを維持することに対する報酬として、新規のビットコインが付与されます。

マイナーとマイニング

ビットコイン マイニング

このようにして、ビットコインのシステムの稼働が自律的に継続されるように設計されています。
なお、マイナーになるための条件は特になく、誰でもなることができます。

マイニングには、「miner」と呼ばれる専用ソフトが用いられています。
マイナーが少なければ、マイニングの難易度が下がり、マイナーが多くなるとマイニングの難易度が上がるように、自動的に調節されています。

ビットコインを理解するには、金をイメージするといいかもしれません。
金の採掘作業には重機で掘って、出てきた鉱物を精製するなど、かなりの人手とコストがかかります。

ビットコインにおける採掘作業についても、同様に、専用のコンピューターや莫大な電気代というコストがかかります。

金に価値があるのは、金には供給量が決められており、金が採掘し尽くせば、それ以上採掘することができないからです。
一方、ビットコインも発行上限があり、そこに達すると、それ以上マイニングすることができません。

このようにビットコインと金とは共通部分が多くあります。

ビットコインのシステムの維持とは

マイニング

ビットコインの取引は過去から現在まで、すベて記録され公開されています。
常々行われているビットコインの取引が適正なものかどうかを判断して、ネットワークに承認する作業が行われています。

この作業を行うと、報酬であるビットコインをもらうことができます。

ビットコインのマイニングビジネスは儲かるのか?

2017.05.18

マイナーたちは、10分ごとにすべての取引記録を取引台帳にまとめていきます。
ネットワーク上に分散されて保存されている過去の取引台帳のデータと、新たな10分間に発生したすべての取引のデータの整合性を取りながら正確に記録することが求められます。

この10分ごとの取引記録をブロックと呼び、それが連なったものすなわち取引台帳をブロックチェーンと呼びます。
そして、このブロックとブロックをつなげる作業のことをマイニングと呼びます。

この新しいブロックと過去のブロックチェーンとの整合性を取る作業には、膨大な計算量が必要となります。
この膨大な計算を行うためには、高性能のコンピューターが必要になります。

そこで、ビットコインでは、このブロックチェーンをつなげる作業に有志のコンピューターリソースを借りています。
余っているコンピューターの計算能力を借りることによって、膨大な計算を行い、みんなで共有する1つの大きな取引台帳を維持管理しています。

過去と現在の整合性を取りながら進めていくため、時がたつにつれ、計算が複雑になっていきます。

プルーフオブワークとは

はてな

往来のシステムでは、取引が行われるシステムで不正やエラーがないか、チェックする管理者を置くのがー般的です。
たとえば、銀行では、金融機関の巨大なコンピューターシステムで管理しており、中央サーバーの管理者が取引データを一元的に処理しています。

このシステムは、中央集権型システムと呼ばれています。
このシステムでは、中央サーバーが攻撃されて機能不全に陥ると利用者が全く使えないという大規模障害が発生したり、カレカがデータを改ざんしてしまう可能性があります。

しかし、ビットコインの場合は、管理者が存在しません。
ネットワークを通じて行われた取引データは、特定のサーバーではなく、不特定多数のコンピューター上に保管され、すべての利用者が確認できるようになっています。

このシステムは、分散型台帳システムと呼ばれています。
このシステムでは、世界中に繋がったコンピューターで情報を共有しているため、大規模な障害が起こりにくく、データの改ざんにも強い特徴があります。

ただし、管理者がいないため、そもそもの取引やその処理自体が不正に行われないように監視するシステムが必要です。
ビットコインでは、プルーフオブワークと呼ばれる仕組みが採用されています。

ブロック同士とつなぐ作業、すなわち複雑な計算に対して、コミュニティから51%の賛同が得れた場合のみ是認され、新しいブロックが生成され、その情報が世界中のネットワークに共有されます。

しかし、このプルーフオブワークのシステムにも弱点があります。
それは、51%の賛同さえ得てしまえば、たとえ間違った内容であっても是認され、新しいブロックが生成されてしまいます。

例えば、「A氏からB氏に1000万円送金する」といった取引を「A氏からC氏に1000万円送金する」といった処理に書き換え、その処理について正しいと51%の賛同を得ることができれば、その取引が成立することになります。

一時期、中国では、ひとつのマイニング業者がビットコイン全体の7割を占めていました。このような状態になると、ひとつの確認作業が寡占状態となり、ビットコインの取引を自由自在に操れることができる危険性が発生していました。

このことを「51%アタック」と呼ばれています。
ビットコインでは、今のところ、このような不正が働いたことはありません。

また、現在では、一番大きなマイニング業者でもビットコイン全体の3割程度を占める状態になっているので、この状態であれば不正が働く可能性は低いでしょう。

ただ、規模の小さなアルトコインでは、ひとつのマイニング業者が51%以上を占めている状態は多く見受けられ、一部のアルトコインでは実際に不正が発覚しました。

中央サーバーや管理者を置かない画期的なシステムでしたが、プルーフオブワークも特定の団体に支配されてしまったらどうしようもありません。

マイニングに対する報酬について

マイナーがマイニングに成功すると、その労力に対する報酬としてビットコインを受け取れます。

ただし、報酬を受け取れるのは、最初に計算を終えた人のみとなっています。
そのため報酬の獲得を目指す世界中のマイナーによってマイニング競争が行われています。

複雑な計算を行う必要があり、さらに一番早く計算を終える必要があるため、専用のコンピューターを何台も用意し、大掛かりにマイニングを行っています。

専用コンピューターの設置やコンピューターを冷やすための換気システムなど設備投資に莫大なお金がかかるだけでなく、それらを動かす電気等のランニングコストも莫大にかかります。

ビットコインが稼働してしばらくは、個人でもマイニングすれば、ビットコインを入手することができました。
しかし現在では、個人単位ではなく組織·会社単位ヘとマイナーの規模が大きくなっており、普通のパソコンでマイニングに参加しても、ビットコインがもらえる可能性はほとんどありません。

それではなぜ、企業までもが莫大なコストをかけ、マイニングを行い、ビットコインを欲しがるのでしょうか。

マイナーヘの報酬として支払われるビットコインは、ブロックチェーンのブロックが21万ブロック増えるごと(約4年ごと)に半減していくことがあらかじめ決まっています。

運用開始後は1ブロックあたり50BTCでしたが、現在は1ブロックあたり12.5BTCの新規発行が行われています。
最終的に2140年ごろには発行上限に達して新規発行はなくなる予定です。

その後、マイナーは各取引を承認したことによる手数料だけを受け取れる仕組みとなっています。
このようなマイニング報酬が半減するタイミングを半減期といいます。これは、通貨の価値を維持して、過度なインフレを抑制する目的があります。

このように、ビットコインの価値自体が一定の水準を保ちながら運用されており、価値あるものとして扱われているため、ビットコインを得るために、多くの企業が参入し、マイニングを継続していると考えられます。




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