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「徹底解説」超大型暗号通貨ビットコインの特徴

ansin-kasotsuka100xx

こんにちは。前回、ビットコイン(BTC)について軽くおさらいしましたね。「初級編」ビットコイン(BTC)とは?分かり易く解説 – ansin-kasotsuka100xx.site

今回、ビットコイン(BTC)の持つ特徴について詳しく解説していこうと思います。

ビットコインは取引の合意形成メカニズムであるコンセンサスアルゴリズムにPOWを採用しています。他方で、イーサリアム(ETH)やソラナ(SOL)等のアルトコインの多くはPOS(プルーフオブステーク)を採用しています。

コンセンサスアルゴリズム(取引の合意形成メカニズム)とは暗号通貨取引において、その取引が合意に至るまでのプロセスを指し、仮想通貨においてしばしば用いられる用語です。

ビットコインは仮想通貨の黎明期に誕生し、POWと共に現在も頂点の座にいますが、時代の流れと共にPOSも多くなってきました。

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POWとは

この図はPOWの流れを表したものです。(a)では各ノード(マイナー)がナンスによる取引の検証を行い、(b)で検証後の「候補となる取引」を収集。(c)では「候補となる取引」が「確認済み取引」となった場合、(d)で新しいブロックが追加されます。この一連の作業をマイニングと言い、POWではマイニングによりブロックが生成されているのです。

参考:Proof of Work(PoW)とは | Binance Academy

ナンスとは「一度だけ使われる数」という意味で、ゼロからはじるナンスをいくつも使い正しいハッシュ値を導きだします。

正しいハッシュ値をみつけるまでナンスを変えながら同じ計算を何度も繰り返します。何度も膨大な量を計算する必要があるため大量のコンピューターパワーも必要になります。

引用:頭に0の並んだ、実際のブロックのハッシュ(Blockchain.info

マイニングについて

英語にすると「採掘」と言い、ビットコインをマイニング=採掘するという意味。ビットコインをマイニングする事でマイナーは多額のビットコイン報酬を受け取れます。

報酬は1回のブロック生成で3.125BTC(2024年11月現在で44,300,000円)とばく大。ビットコイン報酬は4年に一度半分になる半減期を迎え、4年毎に報酬が半分になっていきます。

マイニングでは膨大な量のハッシュ値を計算し、正しいハッシュ値を見つけ新たなブロックを繋げます。

複数のマイナーによる計算値が異なった場合、計算量の多い方が正しい取引として選ばれ記録され、もう一方の計算値は不正なハッシュ値(不正なブロックチェーン)として扱われます。

計算量の多いブロックが正しいブロックとして選ばれるため、不正なブロックチェーンを作ろうとしても、永久に膨大な量の計算を強いられしまう事になり、事実上改ざんが出来ません。

正しいブロックチェーンを不正に書き換える事を51%アタックといいます。

マイニングでは正しいブロック追加に貢献した人へ多額の報酬が支払われ、一方で不正なブロックを作ろうとした人にはコストだけがかさみ、51%アタックは成功せずといった利益相反が成立することで強固なセキュリティを持ち合わせています。

引用:Bitcoinマイニングの仕組み | Binance Academy

ハッシュレートについて

引用:Blockchain.com | Charts – Total Hash Rate (TH/s)

ハッシュレートとは1秒当たりのマイニングの速度を表し、単位をH/S(ハッシュ/秒)と表します。グラフの黒はビットコインの時価総額で、青はハッシュレートです。よく見ると比例している様に見えませんか?相関関係がある事から、ハッシュレートは仮想通貨(ビットコイン)時価総額のポテンシャルを表していると言えます。

ビットコインのハッシュレートは2024年11月現在で859EH/S(エクサハッシュ/秒)。

ビットコイン誕生時のハッシュレートは7MH/S(メガハッシュ/秒)で仮想通貨(ビットコイン)はマイニングより成長してきた事が分かります。

BTCブロックチェーンの生成速度

BTCブロックチェーンの生成速度は約10分に1個。

ハッシュレートはマイナーのパフォーマンスにより変わるため、予定よりも早く計算が終了した場合、ブロックが生成される時間が10分よりも短くなってしまう事もあるそう。

そこでビットコインには、マイニングの難易度を自動的に調整する仕組みがあります。2016ブロックに1回(2週間程度に1回)の頻度でハッシュレートを確認し、レートが上昇している場合は難易度を上げ、下降している場合は下げて、約10分に1回になるように調整をしてします。

10分に1個では速度が遅いという問題もありますが、膨大な量のハッシュ値を計算する事で、強固なセキュリティを確立しています。

UTXOモデルとは

ビットコインでは取引の形式にUTXOモデルを採用しています。

引用:ビットコインのUTXOモデルとイーサリアムのアカウント/残高モデルの比較

さっきの図を分かり易くするとこのようになります。↑

UTXOとは単に紙幣や通貨と同じ様な意味合いで、10000円を8500円と1500円にしたい場合、その「10000円」そのものは無くなり、単純に8500円と1500円の紙幣の二つに分かれますよね。それと全く同じ意味合いです。

この図ではAさんが10BTC(状態N)から8.5BTCとなり、BさんがAさんから1.5BTCを受け取った(状態N+1)という事になります。

UTXOモデルではしばしばPOSで採用されているアカウントモデルと比較されることがあります。

アカウントモデルとは

アカウントモデルとはイーサリアムやソラナエコシステムなど、POSで採用されている取引形式で、UTXOのように取引をひとつずつ処理するのではなく、取引全体を形をそのままにして更新する手法。Stateを維持するため、状態遷移とも言います。

まとめ

ビットコインではコンセンサスアルゴリズムにPOWを採用している。

POWのマイニングにより強固なセキュリティを確立した。

マイニングでは多額のビットコイン報酬が支払われるため利益相反が成立し、マインイグの難しさと併せて強固なセキュリティを確立した。

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イチ
イチ
ブロガー/ライター (医療従事者)
仮想通貨投資実践中。
2024年からブログ活動。
医療機関に勤めながらこつこつとサイトを作成してます。
仮想通貨に関する有益な情報を発信しています。
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