【今さら聞けない】コンセンサスアルゴリズムとは？主要の５つを徹底解説

日々、情報が目まぐるしく行き交っている
暗号資産（仮想通貨）のニュース。

この記事を見ている方は、少なからず暗号資産に興味があって、 これから取引や投資をしたい、または既にやっている方がほとんどだと思います。

暗号資産（仮想通貨）を調べていると 、
「PoW（プルーフ・オブ・ワーク）」「PoS（プルーフ・オブ・ステーク）」などの
用語がよく出てきます。

これらは「コンセンサスアルゴリズム」という、
ブロックチェーンを正しく運用していくために欠かせない
とても重要なルールのことです。

しかし、
「暗号資産の価格に関係あるの？」
「技術的な話は難しくてちょっと…」
そんなふうに思っている方もいると思います。

そんな方へ向けて、今回は

こちらについて解説します。

この記事を読むことで、

など、購入や取引を考えている暗号資産、そのプラットフォームの将来性の
判断基準の一つとして知識を身につけることができます。

技術的な話にありがちな専門用語はできるだけ使わずに、
わかりやすく解説していきますのでご安心ください。

コンセンサスアルゴリズムとは

日本語で直訳すると「合意方法」
Consensus=合意
Algorithm=方法、算法

コンセンサスアルゴリズムとは、
データが正しいかどうか判断し、保管していくための方法、ルールのことを言います。

キーワードは”ブロックチェーン”

ブロックチェーンとは

ビットコインをはじめとする暗号資産は、ブロックチェーンによって支えられています。

このブロックチェーンは、「分散型ネットワーク」のことで、
悪意ある人や組織、団体などの影響を受けることなく、
誰もが正しいデータ取引を行うことを目的として
ビットコインと一緒に開発された技術です。

暗号資産を支えるブロックチェーンの多くは、
中央で管理する人がおらず、”ネットワーク参加者（ノード）”たちの間で
保管するデータを正しいかどうか検証・合意を行っています。
※「P2P（ピー・ツー・ピー）ネットワーク」といいます。

ブロックチェーンの簡単な流れ

↓

↓

このブロックに入っているデータに不正や嘘がないことを検証し、
保管していく方法や仕組み、ルールのことをコンセンサスアルゴリズムといいます。

ネットワーク参加者の中で、どのように検証・合意をして、
ブロックを作っていくのかというルールを決めていないと、
データの正しい取引や保管ができなくなってしまいます。

コンセンサスアルゴリズムは暗号資産にとって、
絶対に欠かせないとても大事な仕組みなのです。

https://crypto-joy.com/?p=203

コンセンサスアルゴリズムはたくさん種類がある

コンセンサスアルゴリズムは、暗号資産ごとに異なり、
非常にたくさんの種類が存在しています。

暗号資産で何を提供したいのかという目的によって変わってきます。

例えばビットコインの場合、
「より早く、より安全に、より安く送金する」という目的があります。

その目的に応じて
「ネットワーク参加者の誰が、どうやって、ブロック内のデータを検証するのか」
という点で様々な種類があります。

次章より、主要な５つのコンセンサスアルゴリズムについて解説します。

主要なコンセンサスアルゴリズム

主要のこれら５つを解説します

①PoW（プルーフ・オブ・ワーク）

Proof of Work、略してPoW

必要な計算を一番早く成功させた人がデータを承認し、
ブロックを繋げられます。
その報酬として暗号資産がもらえる仕組みです。

この承認作業（データのチェックからブロックを繋ぐまで）のことを
マイニング（mining）と呼び、実際に作業を行う人をマイナー（miner）と呼びます。

世界初の暗号資産ビットコインで採用されているコンセンサスアルゴリズムです。
ビットコイン以外の暗号資産（アルトコイン）でも多く採用されており、
代表的でベーシックなコンセンサスアルゴリズムになっています。

メリット

• 膨大な計算が必要なことから、攻撃のリスクが低い
• 長いあいだ問題なく使われ、安定している

デメリット

• スピードが遅い
• 膨大な計算量を処理できる環境が必要で、できる人が限られる
• 大量の電力を使い、環境に悪い
  →小さな国の電力消費量よりも多いと言われている
• 処理量によって遅延が起きる（スケーラビリティ）
• 「51％攻撃」のリスクがある

※「51％攻撃」とは、ネットワーク全体の51%以上の計算能力を持つマイナーがいた場合、 たとえ誤ったデータであったとしてもブロックがつなげられ、結果として不正が行われるおそれがあること。

②PoS（プルーフ・オブ・ステーク）

Proof of Stake、略してPoS

PoW（プルーフ・オブ・ワーク）が抱えている課題を
解決するために生まれたコンセンサスアルゴリズムです。

PoWのように膨大な計算処理を行う必要がなく、

暗号資産やトークンを持っている（保有）量、持っている期間で
ブロックをつなげる人を選別し、権限が与えられます。

※株式会社の株主のようなイメージ

メリット

• 大量の電力がいらず、環境にやさしい
• 合意までのスピードが速い（遅延が起きにくい）
• 攻撃のリスクが低い 不正をすると保有している暗号資産やトークンを失う
• 51%攻撃に強い

デメリット

• ブロックの承認が、暗号資産やトークンを多く持つ人に偏りやすい
• ブロックを作る権限をもらうために暗号資産やトークンを保有することで流通が減り、流動性が小さくなる恐れがある。（取引がしづらくなる）

③DPoS（デリゲート・プルーフ・オブ・ステーク）

Delegated Proof of Stake、略してDPoS

PoS（プルーフ・オブ・ステーク）の派生したようなもので、
ブロック生成者を投票によって選ぶコンセンサスアルゴリズム

暗号資産やトークンを持っている人に対して保有量に応じた分の投票権が与えられ、 投票を行い、票数が多かったユーザーがブロック生成者として選ばれます。

メリット

• 処理速度が速い
• 必要な電力が小さい

デメリット

• 暗号資産やトークンを多く持つ人が有利になる
• 中央集権的になりやすい

④PoI（プルーフ・オブ・インポータンス）

Proof of Importance、略してPoI

ネム（NEM,XEM）で採用されているコンセンサスアルゴリズムで、
PoS（プルーフ・オブ・ステーク）が派生したようなものです。

暗号資産やトークンの保有量や保有期間だけではなく、
取引した回数や量などの指標を設けて、
それに該当する人に対してブロック生成の権限を与えます。

PoIでは、コミュニティ内（ネム内）での貢献度に応じて重要度が設定され、
重要度の高いユーザーからブロック生成の権限を選別しています。

メリット

• PoS（プルーフ・オブ・ステーク）よりも、流動性への影響が少ない（取引しやすい）

デメリット

• ブロック生成に選ばれるための壁が大きい
• コミュニティ内での重要度が高いユーザーが有利

⑤PoC（プルーフ・オブ・コンセンサス）

Proof of Consensus、略してPoC

上記４つとは違って、
管理団体が存在して中央集権的なコンセンサスアルゴリズム

リップルの暗号資産XRPに採用されていることで有名で、
バリデーダーと呼ばれる、ブロックの承認作業を行う人がすでに存在しています。

バリデーダーの80％以上が承認すればブロックが繋げられ、
取引ができるようになる仕組みになっています。

メリット

• 承認作業を行う人（バリデーダー）が決まっているため処理速度が速い
• 外部からの攻撃に強い

デメリット

• 中央集権的で管理者による不正があっても見抜けない

まとめ

今回は、
コンセンサスアルゴリズムとは何か
主要なコンセンサスアルゴリズム５つ
について解説しました。

暗号資産を使って何をやりたいのかという目的に応じて採用するコンセンサスアルゴリズムが異なってくるため、 一概に“これは良くてあれはダメだ！”とは言えません。

また、日々改善や開発も進んでいます。

例えばイーサリアム（ETH）では、「PoW（プルーフ・オブ・ワーク）」を採用していますが、 大量の電力消費に対する解決案として、電力消費を圧倒的に抑えられる「PoS（プルーフ・オブ・ステーク）」に移行する計画が進められていることは非常に有名な話です。 ※ETH2.0と呼ばれています。

取引所に上場して取引ができる暗号資産は、
2022年3月末時点で9,000以上あります。
（海外の取引所含む）

そんな膨大な数の暗号資産の中から、
どれを選べばいいのかという判断基準の一つとして
コンセンサスアルゴリズムを理解しておきましょう。