コンセンサスメカニズム

コンセンサスメカニズムはブロックチェーン技術の中核であり、分散型ネットワークが信頼不要な環境で台帳の状態に合意することを可能にします。20種類以上の異なるメカニズムが存在しますが、ここでは最も広く利用されているもの、特にトランザクションの検証方法や新しいブロックがブロックチェーンに追加される方法を決定するものに焦点を当てて解説します。

プルーフ・オブ・ワーク（PoW）

プルーフ・オブ・ワークはビットコインによって導入された最初のコンセンサスメカニズムです。復習すると、PoWではマイナーが複雑な暗号パズルを解く必要があり、最初にパズルを解いたマイナーが次のブロックをブロックチェーンに追加する権利と暗号通貨による報酬を得ます。このメカニズムは、計算作業に多大なコストがかかるため、ネットワークのセキュリティを提供します。しかし、そのエネルギー消費量の多さから、より持続可能な代替手段の開発が進められています。

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）

プルーフ・オブ・ステークはPoWの省エネルギーな代替手段として登場し、Ethereumなどの主要なブロックチェーンで採用されています。マイニングの代わりに、バリデーターが新しいブロックを作成するために選ばれますが、その選出は保有している暗号通貨の量と担保としてステークする意思に基づいて決まります。このメカニズムにより、ネットワークのセキュリティが計算作業に依存しなくなるため、エネルギー消費が大幅に削減されます。

PoSは参加者に暗号通貨の保有を促し、その価値の維持に寄与する可能性があります。しかし、中央集権化の懸念もあり、大きなステークを持つ個人ほどバリデーターに選ばれる確率が高くなります。

以下の図は、PoW（左）とPoS（右）の比較を示しています。

デリゲーテッド・プルーフ・オブ・ステーク（DPoS）

デリゲーテッド・プルーフ・オブ・ステーク（DPoS）は、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）コンセンサスモデルの進化形。DPoSでは、暗号通貨の保有者が投票によって、トランザクションの検証とブロック生成を担当するウィットネス（デリゲート、バリデーター）を一定数選出。

この仕組みは、信頼できるノードにブロック生成の役割を委任することで、合意形成に必要なノード数を減らし、効率性とスケーラビリティを向上させることを目的としている。DPoSは、分散性と効率性のバランスを追求し、全ノードが直接コンセンサスプロセスに参加する必要がない、Proof of Workよりもエネルギー効率の高い代替手段を提供。

• 候補者：ノードはウィットネス候補として登録可能。コミュニティメンバーがこれらの候補者を評価し、投票で支持できる；
• トークンによる投票：トークン保有者は自身のトークンで投票。保有トークンが多いほど、投票権も大きくなる；
• ウィットネス：最も多くの票を獲得した上位N名の候補者が、ブロック生成を担当するウィットネス（バリデーター）として選出される。

リースド・プルーフ・オブ・ステーク（LPoS）

リースド・プルーフ・オブ・ステーク（LPoS）は、コイン保有者がコインの所有権を移転せずに、バリデーターにステーキングパワーを貸し出せるPoSのバリエーション。PoSと同様に、LPoSシステムのバリデーターは、他の保有者からリースされたトークンを含む総ステーク量に基づいて選出される。これにより、バリデーターの実効的なステーキングパワーが増加し、バリデーターに選ばれる確率が高まる。その結果、より多くの参加者が自身のステークしたコインでバリデーターを支援することで、ネットワークセキュリティやコンセンサスプロセスに貢献できる。

以下の図は、LPoSの仕組みを分かりやすく示している：

その他のメカニズム

本章で取り上げた残り4つのコンセンサスメカニズムについて、以下の表にまとめています。この情報は任意であり、必要に応じて参照してください。