プルーフオブステーク対プルーフオブワーク：「フェアラー」はどれですか？

これは、プルーフオブステークとプルーフオブワークのコンセンサスアルゴリズムの間の永遠の議論をより深く掘り下げる2つの記事の最初のものです。このパートでは、基本に焦点を当てると同時に、コミュニティの議論の中心となることが多い富の集中と不平等の問題についても説明します。.

ビットコイン（BTC）と元の暗号通貨の多くは、純粋なプルーフオブワークシステムとして生まれました.

プルーフオブステークは、今日まで存在するプロジェクトであるPeercoinによって2013年に最初に開拓されました。.

PoSの人気に対するPeercoinの貢献は、イーサリアム（ETH）と、非常に長い道のりであることが判明したPoWからの移行という目標によって矮小化されている可能性があります。 Cardano（ADA）などのプロジェクトは、PoWを完全に回避し、コンセンサスメカニズムを評価するための正式なアプローチを使用した後にPoSを決定しました。.

ビットコインとモネロ（XMR）コミュニティは、マイニングとプルーフオブワークの最も堅実な支持者の一部であり続けています.

コンセンサスアルゴリズムとは?

どのブロックチェーンでも、コンセンサスアルゴリズムは、ネットワークの参加者間の信頼の問題を解決するように設計されています。支払いに使用されるコンセンサスアルゴリズムは、暗号通貨を機能させる複雑な暗号パズルの最後のピースです.

所有権や金額などのトランザクションの基本的な機能は、基本的な数学的プロパティを介して機能する公開鍵暗号化の助けを借りて簡単に確認できます.

コンセンサスアルゴリズムは、悪意のある攻撃者が同じコインを2回（または任意の回数）使用できる「二重支払い」攻撃を軽減するために存在します。この問題を解決するには、2つの支出のどちらが有効かを慎重に決定する必要があります.

この問題に対する純粋数学的な解決策はありません。代わりに、コンセンサスアルゴリズムは、暗号化と経済的インセンティブの組み合わせを使用して、機能的なネットワークを維持します.

ビットコインのコンセンサスは単純なルールに基づいています—最も長いブロックのチェーンが唯一の有効なものです。このシステムは後に呼ばれました 中本コンセンサス, ビットコインの匿名の創設者に敬意を表して.

コンセプトを機能させるためには、各チェーンにブロックを追加することは比較的難しい必要があります。ここで、プルーフオブワークとマイニングが役立ちます。各ブロックは、ブロックを追加するためにマイナーが計算能力をコミットする必要がある暗号化技術によって保護されています。.

計算能力は電力使用量に正比例するため、ビットコインは基本的な物理量、つまりエネルギーによって直接保護されます。.

プルーフオブステークの下で、ネットワークは、ネットワーク独自のトークンの形で一定額の資本であるステークのコミットメントを通じて自身を保護します。そのセキュリティは、ネットワークの認識された経済的価値から直接導き出されることを意図しています—過半数の株式を購入するのにどれほどの費用がかかるか.

しかし、PoWネットワークには、経済的価値とセキュリティの間にも密接な相関関係があります。鉱夫は報酬としてコインを受け取ります。つまり、コインの価値が高いほど、より多くのお金を稼ぐことができます。.

新しい鉱山労働者は、ハードウェアを追加し、報酬の一部を受け取るためにより多くのエネルギーを費やすように動機付けられます。これにより、セキュリティが向上します。時間の経過とともに、個々の鉱夫の利益は、電気料金によって決定される経済均衡に向かう傾向があります。.

結果として、マイニング専用の電力量は、コインの排出率と時価総額に依存しますが、ネットワークのパフォーマンスやアクティビティからは大きく切り離されています。多くのPoS支持者は、これをPoWの最大の問題と見なしています。.

エネルギー問題

Cointelegraphは、Cardanoの背後にあるエンティティの1つであるIOHKのチーフサイエンティストであるAggelos Kiayiasと話をし、PoSを使用するという彼らの決定について詳しく学びました。彼女は言いました：

「プルーフオブワークブロックチェーンのコストとエネルギー消費の側面は、間違いなく考慮事項でした。 「たとえば、ビットコインのブロックチェーンで同様のタイプのプロファイルを持つプロトコルを取得することは可能ですが、どういうわけか同じエネルギー消費量がないのですか？」と考えるのは自然なことのように思われました。

ビットコインマイニングの電力消費量は重要であり、最新のものは 見積もり 2023年7月から、年間70テラワット時の値になります。これは、の総電力使用量に近いです ヨーロッパの小さな国 オーストリアのように—それを概観すると、それは世界の数字のわずか0.28％でもあります.

2023年7月のレポートでは、ビットコインマイニングの74％が再生可能資源を介して行われていると推定されており、環境への影響が争われています。モネロとモネロの捕虜の支持者 ビットコイン しばしば 主張する 鉱業で使用されるエネルギーは "無駄に," コンセンサスアルゴリズムの回復力と分散化を確保する必要があるため.

DecredのプロジェクトリーダーであるJakeYocom-Piattは、環境問題に同意していますが、PoSが必ずしもその答えであるとは考えていません。 Cointelegraphと話して、彼は言いました：

「捕虜は確かに環境にやさしいです。しかし、それが提案された最初で最も単純な合意形成システムであると考えなければなりません。将来的にPoWを改善する方法は確かにあります。」

プルーフオブステークには、委任プロセスのエネルギー消費も含まれますが、一般的に、同等のプルーフオブワークソリューションよりもはるかにエネルギー消費量が少ないことが合意されています。しかし、多くの人は、これを達成するためにあまりにも多くのことに妥協していると主張しています.

PoS履歴の信頼

Yocom-Piattによると、純粋なPoSは可逆的であり、その履歴を変更できることを意味します。これは、で行われた議論に似ています 2015年の論文 ビットコイン開発会社Blockstreamの数学者AndrewPoelstraによる.

Poelstraは、特定のブロックが有効であると主張するためにユーザーがステークの証明に依存することは不可能であると主張しました。そのステーク自体は、最終的には何にも基づいていない、そのブロックチェーン内の以前のステークに依存しているためです。彼が書きました：

「普遍的な時間（そして新しいユーザーにとっては普遍的な歴史）がないため、通貨を「現在」保持しているユーザーと「通貨を保持していた」ユーザーを区別する方法はありません。」

対照的に、PoW履歴は数学的に正しいことが確認でき、マイニング履歴全体を再作成することによってのみ偽造できます。 Poelstraが指摘しているように、PoSの支持者は、短期間の履歴を確保できる限り、古いブロックの変更は「システムの参加者が記憶している履歴と矛盾する」と主張します。

彼によると、これは「信頼モデルをビットコインのモデルから変更」し、コンセンサスが常にオンラインのピアに依存するモデルに変更します。彼は、これは理論的には機能すると信じていますが、そのような信頼モデルは「法的圧力、「信頼できる」エンティティへの攻撃、ネットワーク攻撃に対して脆弱」であると主張しています。つまり、検閲に対する抵抗力が低く、分散化されているということです。.

PoSの支持者 同意する プロトコル外の社会的調整とコンセンサスの特定の側面がそのセキュリティを維持するために必要であると彼らは主張します、しかし彼らは捕虜システムが最終的に社会的コンセンサスにも依存していると主張します.

この議論の行には明確な勝者はありません。社会的コンセンサスに積極的に依存することが電力使用量を削減するための許容可能な妥協であるかどうかについての各個人の意見に依存するのは哲学的な議論です。それ以来、議論が他の論争の的となるトピックに移ったのは、おそらくこの理由によるものです。.

株式の取得と仕事の取得

経済的公平性は、両方のタイプのコンセンサスでしばしば議論されるポイントです。地方分権化の原則に沿って、双方は生態系への不公正なアクセスや富の格差の拡大などの問題を最小限に抑えるよう努めています.

プルーフオブステークは、資本の所有権に報いる方法から、「金持ちはより金持ちになる」システムと見なされることがよくあります。で Reddit AMA, イーサリアム財団の代表者は、反対のことが真実であると主張しました：

「どちらの拠点でも、資産を所有することで、その資産の利益を追求することができます。 2つの違いは、PoSでは、資本から利益へのマッピングがはるかに直接的かつ公正であるということです（つまり、トークンの購入、トークンのロック、職務の遂行、Xの獲得）。 PoWの場合、資本から利益へのマッピングは、プロトコル外の要因に大きく依存しています。」

カルダノネットワークで、Kiayiasは、PoSが「金持ちのドル」と「貧乏人のドル」を区別しないことを強調しました。彼が説明しました：

「プルーフオブワークシステムは、それらを見ると、完全に平等主義的なバージョンを提供することはできません。[…]プルーフオブステークシステムでは、原則として、ポケットに1ドルが入る状況になる可能性があります貧しい人の力は金持ちの人のポケットの中の1ドルに等しいでしょう。」

EOSでアルゴリズムのstablecoinを設計するプロジェクトであるEquilibriumのCEOも、EthereumFoundationの主張に同意しました。

「私はこの評価を全面的に支持します。代替可能性の高いトークンをステーキングしても、参入障壁は発生せず、特定のトークンが公開市場でアクセス可能である限り、いかなる種類の格差も生じません。」

彼らは、鉱業は「プロトコル外」の要因の蓄積により富の格差を拡大するという意見を共有しています。多くのPoS支持者によると、一括割引、新しいハードウェアへの早期または排他的アクセス—これらはすべて、プルーフオブワークを本質的に不公平にします。.

現在最大のビットコインマイニングプールであるPoolinのVPであるAlejandroDe La Torreは、正反対のことを信じています—プロトコル外の利点がプルーフオブワークを公正にするということです。 Cointelegraphと話して、彼は言いました：

「私の意見では、新しいチップを作成したり、マイニングリグのOSを高速化したり、文字通りPoWマイニングで利点をもたらすその他の発見があったりする可能性が、PoWがより公正な「暗号経済」プロトコルである理由です。 […] PoSは、コア資産を持つことにのみ依存しています。そして、あなたが持っているほど、あなたはより多くを作ります。 PoSマイニングの状況を改善する方法は他にありません。もちろん、基礎となる賭けられた資産をさらに購入することを除けば。」

機会均等が重要です

Cointelegraphはまた、デューク大学の国際ビジネスの教授であるCampbell R. Harveyと話をし、経済格差の概念とそれがコンセンサスメカニズムにどのように関連しているかについて学びました。ブロックチェーン経済学における富の格差のギャップに関する彼の立場を要約すると、彼は次のように述べています。

「はい、PoSの批判の1つは、金持ちはより金持ちになるということです。 PoWでは、BTCやETHなどを保持する必要のない鉱山労働者による事業運営です。PoSでは、保持する必要があります。」

ハーベイは、2つのシステムは異なる経済的性質を持っており、PoWの事業運営の側面に焦点を当てていると主張しています。この場合、鉱山労働者は負の利益を得るか、競争に打ち勝つか、完全に失敗する可能性があります。彼が説明しました：

「現代の鉱業は富の分配にとって重要な要素ではないと思います。確かに、大量の採掘は、年齢のためではなく、BTC価格の変動のために時代遅れになります。」

一括割引が富の格差に寄与するかどうかを尋ねられたとき、彼はそれが規模効率と呼ばれる通常の経済現象であると答えました。彼によると、鉱業は「他の業界と何ら変わりはありません」.

次にハーベイは、「スキルの自然な恵みの違い」と運のために、自由市場システムでは一般的に富の不平等が予想されると説明しました。彼は続けた：

「私たちは通常、富よりも機会の不平等に焦点を合わせています。自由市場では、良いアイデアを持っている人なら誰でも上位1％に入ることができるはずです。」

機会の観点から、プルーフオブステークシステムは一般的に公正です。ハーベイは、例として、委任されたプルーフオブステークのモデルを指摘しました。このモデルでは、「小さな所有者でも、株式の一部を委任することで、鉱夫の報酬に参加できます」。

ただし、ステーキングプールと委任モデルは一般的にすべてのPoSシステムに存在し、PoWマイニングプールと同様に、プロトコル外の手段によっても実装できます。.

しかし、De La Torreは、機会均等はASIC鉱業にも当てはまると主張しています。彼が説明しました：

「歴史的に、マシンは陳腐化するまで3〜4年は長持ちします。壊れたり、難易度が高すぎたりします。[…]今見ているように、強力な[Bitmain] S9時代が終わり、全体が鉱業のサイクルが再び始まります。このサイクルは、新しい鉱山労働者、新しいOS [オペレーティングシステム]の作成、世界中でのより安価な電力の調達です。このサイクルには、PoWマイニングを利用したい新しい参加者も含まれます。」

マイニングは必ずしも同じではありません

Genesis Miningの元最高技術責任者でProgPowの作成者の1人であるKristyLeigh-Minehanは、PoWに対する平等の懸念の多くは特にASICマイニングに関連していると考えています。消費者向けハードウェアを使用してマイニングする場合、その幅広い可用性により、おそらく不公正な競争慣行の多くが減少します。彼女は説明した：

「CPUとGPUには、世界中の何十万もの個人に毎日配布するために使用される既存のサプライチェーンがあります。したがって、そのハードウェアを利用するプルーフオブワークアルゴリズムを構築すると、独自のアルゴリズムを作成して発明するのではなく、そのサプライチェーンとその流通チャネルに便乗することになります。」

彼女の見解では、「アリスとボブがコインを獲得する同じ能力を持っている」ことを保証することは、適切なPoWアルゴリズムを設計する上で重要です。彼女は、鉱夫は常に業務を専門化して最適化する傾向があることを認めたため、重要なのは、鉱夫が「設備投資側」で公正に競争できるようにすることです。

ASICの設備投資（CapEx）は、規模の影響により、大規模なプレーヤーでは大幅に削減できます。一方、Minehanによると、GPUやその他の消費者向けハードウェアは、平均的な人々にとってはるかに安価で入手が容易です。.

PoWの基本的な貢献

Minehanは、GPUマイナーからのネットワークアクティビティへの貢献を強く信じています—特に早い段階で。彼女は、「人間は苦労して稼いだ法定紙幣を魔法のインターネットのお金に使いたくない」と強調した。一方、彼女は、すでに所有しているコンピューターの能力で貢献することがはるかに適切な提案であると信じています.

実のところ、最初のコインオファリングの概念は、本質的に、「魔法のインターネットマネー」に法定紙幣を使うことです。しかし、これはそれ自体では起こり得ませんでした—それはビットコインとイーサリアムによって築かれた基礎の結果です.

前者は「魔法のインターネットマネー」の概念全体を正当化した。ビットコインの間に17ヶ月以上が経過しました ジェネシスブロック 2009年1月と2010年5月22日の有名なビットコインピザ取引—BTCに法定紙幣を最初に与えた.

イーサリアムは、2013年に最初のICOの1つであり、コンセプトが機能することを証明することにより、これに基づいて構築されました.

最初のビットコインを配布することは、ステーキング環境では本質的に不可能でした。ステーキングへの移行が発生する可能性があるのは、ネットワークが安定した後でないとミネハンは主張します。.

Yocom-Piattはまた、トークンの公平な配布を確実にするために、PoWを「高品質のエントロピーソース」として強調しました。 Peercoinも最初の配布をPoWに依存していました.

システムは異なりますが、必ずしも良いか悪いかではありません

結論として、ハーベイが示唆したように、プルーフ・オブ・ステークとプルーフ・オブ・ワークの経済的平等に関する議論は、おそらくそれについて見るのに間違った方法です。あるシステムが他のシステムよりも富を集中化していると結論付けるのは難しい.

ほとんどのPoWシステムでは、鉱山労働者は他の人よりも不公平な利点を得ることができますが、PoSシステムでは通常不可能なことである、自分の過失なしに失敗して投資全体を失う可能性もあります。.

プロジェクトがハイブリッドであるYocom-Piattは、「純粋なPoSは純粋なPoWとは大幅に異なる」と要約しました。

彼は、それらをハイブリッド化することで、Decredが両方の長所から利益を得ることができると主張しています。 PoW側は「タイムスタンプをゲーミフィケーションする手段としてうまく機能」し、不変性を確保しますが、ガバナンスのインセンティブを調整するにはPoSが依然として必要です。.

Yocom-Piattは、鉱夫の利益は、スタッカーほど暗号通貨と強く一致していないと考えています。これは、「ガバナンスのコンテキストにおける欠点」につながります。

デクレドの経験は、捕虜に反対して捕虜を議論することは誤った方向に進んでいることを示唆しているかもしれません。両方を組み合わせると、個別に持つ可能性のある認識された弱点を補強するように見えます。これは、Ethash対ProgPowなどの他のブロックチェーンの議論には適用できません。.

しかし、ガバナンスの観点から、Steemの最近の交換買収は、トークンを制御する人が必然的にそれらのトークンの所有者であることを強調しました.

このシリーズの第2部では、PoSとPoWでガバナンスがどのように機能するかについて詳細に検討します。.