Proof of Workとその派生についての考察

ブロックチェーン

こんにちは

hmzです。

今回はPoW(Proof of Work)に関しての記事になります。

少し暑すぎるので、いつもよりはカジュアルな感じになると思います。

まず、PoWってなんだよって方のために少しだけ最初に確認しておきます。

PoW(Proof of Work)とは?

Proof of Workとは、Bitcoinなどにも採用されている合意形成アルゴリズムのことです。

は?って方まだ多いと思うので、もう少しだけ。

ブロックチェーンの構造ですが、Bitcoinだったら1MBのデータを含むブロックがあり、それがチェーン上に一本につながることでそれがチェーンとして成立しブロックチェーンになっています。

ここでジャイアンの登場です。

世界中でネットワークを維持する人間がジャイアンにより構成されていたら、ジャイアニズム理論によりチェーンが一本になることは絶対に不可能です。

【ジャイアニズム】
また、自己中心的な人に対し、時に皮肉を込めた意味で「ジャイアニズム」と言う言葉が使われることがある[6]
引用元:wikipedia

アフロみたいなブロックチェーンになりますね。ファイナリティが全く保証されない感じの。

【ファイナリティ】
ブロックチェーンにおいて改竄の確率がほぼ0になるポイントのこと。ビットコインだと、いまからできるブロックを1としたときに6が確定した段階で1の改竄可能性が確率上0になる。この0に確率が収束する力をファイナリティと呼ぶ

もし世界中のネットワーク維持者が優しいジャイアンのみで構成されている場合(リバースジャイアニズム・利他的な世界線)、これは可能になりますが資本主義社会ですとジャイアニズムを行使した方が金銭的なプラスになるので誰もリバースジャイアニズムには賛同しません。

ここで登場するのがProof of Workです。

Proof of Workの仕組み / Explained

Proof of Workでは、ジャイアンのみの世界でどういった合意のもとでアフロのようなチェーン分岐を防ぎ一本にまとめていくかというルールとして機能します。

これが『合意形成アルゴリズム』と呼ばれる所以です。

Bitcoinでは、これをコンピュータの計算能力で測ります。

大食い選手権的なイメージです。

少年

大食い選手権においては、食えた奴だけが真で残りは偽という弱肉強食の世界戦でのバトルが繰り広げられています。

そして勝ったものだけに報酬が与えられるというものです。

世界大食い王の座は一人にしか明け渡されません。

ビットコインにおけるProof of Work

Bitcoinにおいてこのコンペは10分に一回開催されています。

この10分というのは先ほど述べました、1ブロックが生成されていく時間となります。

このコンペでは世界中の参加者が『新しいブロックを作るのはワイだ。』と自身のコンピュータや装置を使って計算能力を競わせています。

この計算のプロセスや検証の報酬、SHA256、ハッシュ関数あたりの説明は割愛します。また時間があれば。。

もちろん報酬もあります。報酬が設定されているからこそ参加者が減らないどころか増え続けています。

しかし、大食い選手権では自分自身の体を使って勝負しますが、これはコンピュータによる札束による殴り合い的な状況が生まれます。

次に問題を見ていきましょう。

Proof of Workの問題

大食い選手権ではスピードを競いますが食いたい奴だけが食う世界、また参加したい奴だけが舞台に立つ世界、ですのでエンタメ的要素もあり参加の報酬もあり、聴衆もしっかり集まり、無駄がありません。

しかし、Bitcoinですと札束で購入されるコンピュータや装置を動かしておく電力が無駄であるとの意見も少なくはありません。

実際この問題は1トランザクションあたりアメリカの数千世帯の一日分の消費電力に相当するとされており、もったいないと感じる人がいるのも無理はありません。

この問題に対する解決策は無数に提案されていますが、それらを見ていく前に軽くメリットを確認しておきましょう。

Proof of Workのメリット

Bitcoinのセキュリティを語るジャイアン

再び登場ですジャイアン。

Proof of Workにおいて一本のチェーンを選んでいく仕組みは説明した通りですが、Bitcoinのジャイアニズムを利かせるためにはジャイアンは計算能力の51%以上を保護下に置く必要があります。

51%という数字ですが、世界中のジャイアン1からジャイアン9999までが全員結託してもこの51%には達することのできない数値まで膨れ上がっています。(ジャイアンが裏社会の人間でないと仮定した場合)

そのためBitcoinのセキュリティは非常に堅牢なものであるということができます。

というのも、もう少し真面目に説明すると「新たに攻撃をたくらむ人間はもはや巨額の資本を投入してまで、攻撃を行う経済的合理性が存在しない点にまで達している」のでチェーンを一本にするという合意が安定しているということができます。

それが、たとえ経済的合理性を無視するようなものであったとしても、それを行うことが非常に難しいレベルにまで達しています

ここで、これを頭に入れたうえで問題の解決策を見てみましょう

Proof of Workにおける問題の解決策

チェーンを一本にまとめる際に見ず知らずの世界中のチャレンジャー達の中でコンセンサスを生む、という点で役に立つということを説明したProof of Workでしたが、このコンセンサスの形成を犠牲にしない、代替の解決策が多く考え出されています。

例えば、有名なものですとProof of Stakeなどがありますが、これは計算能力の代わりにステークの量によってどのチェーンにするか決めようねという話です。

ただ、この人たちって前の記事でも少し説明したんですが、電気代を食わないから善っていう考え方に傾倒しすぎているんですよね。

何が善で何が悪か、電気を消費しない、無駄なコンピューティングパワーを消費しないからといってそれが解決策として取って代わる保証なんてどこにもありません。

解決策を考える上で重要なアプローチ

これって、大食いコンペみたいにネットワーク維持に参加することに費用が掛からないわけじゃないんです。

Bitcoinのネットワーク維持に参入している連中は既得権益を守ることに必死です。

Bitcoinは金と類似する金融商品であるって考え方はあながち間違いではないと思っていて、金に投資する理由って希少性とか諸々からくる経済的合理性でしかないように、Bitcoinにもネットワーク維持を何らかの形(おそらく金)でencourageする仕組みになっている。

この点でProof of Workから人々が他の合意形成に移るような設計を考えていく必要があるということです。

ビットコインのProof of Workをdiscourageしうる経済的合理性はProof of Stakeにはありません。

僕の意見を書いてると10000文字くらいになりそうなのでここでは割愛しますが、注目すべきはBitcoinから経済的合理性を排除できるか否かというポイントになります。

まとめ

テンションのままに記事を執筆しましたが、Proof of Workを知っている人でも知らない人でも記事の内容くらいはわかっていただけたかと思います。

ありがとうございました

コメント

  1. アバターJohnd69 より:

    It’ll also save a lot of cash and time for those on gkbdddekckef

タイトルとURLをコピーしました