プルーフ・オブ・ワーク（PoW）

プルーフ・オブ・ワーク (PoW) は、ブロックを作るのに実際の、費用のかかる計算を必要とすることでブロックチェーンを守ります。ネットワークは最も多くの作業が積まれた履歴を信頼するので、過去を書き換えるには法外な費用がかかります。

この考え方は暗号資産より古いものです。最初は 1993 年に、迷惑メールを送るのを高くつかせる方法として提案されました。1997 年には Hashcash というシステムが同じ考え方をメールに使いました。2009 年に始まったビットコインが、それを公開の台帳に応用しました。

仕組みはこうです。マイナーはトランザクションを集めて候補ブロックにまとめ、変えられる数である nonce を加えます。ブロックをハッシュすると、ランダムに見える数が出ます。その数がネットワークの目標値より小さければ、ブロックは有効です。そうでなければ、マイナーは nonce を変えてもう一度試します。これを 1 秒に何十億回も繰り返します。

有効なハッシュを見つけるのは難しいですが、確かめるのは一瞬です。誰でもブロックを 1 回ハッシュするだけで、目標を満たしていることを確認できます。これによって、何千ものコンピューターが互いを信頼しなくてもチェーンについて合意できます。

これは過去を変えることも高くつかせます。古いブロックを書き換えるには、攻撃者はそのブロックと、その後のすべてのブロックの作業を、ネットワークの残りより速くやり直さなければなりません。トランザクションが深く埋もれているほど、安全になります。

これがマイナーのしていることです。計算能力を使って、ブロックを追加する権利を得て、報酬を受け取ります。コインごとに独自のアルゴリズムを選び、それによって CPU、GPU、ASIC のどれが最も向いているかが決まります。新しい設計の中には、ゼロ知識証明で証明される本物の行列計算のように、作業そのものを役立つものにしようとするものもあります。

よくある誤解は、その作業が巧妙な問題を解くことだというものです。実際は宝くじに近いものです。1 つのハッシュが 1 枚のくじで、ハッシュレートが高いほど多くのくじを買えます。主な代わりの方式はプルーフ・オブ・ステーク (PoS) です。計算ではなくロックしたコインでチェーンを守り、マイニングはありません。