暗号資産のマイニングは、新しいコインを生成し、取引を検証し、コンセンサスアルゴリズムを使用して分散ノードまたはバリデータのネットワークを介してブロックチェーン台帳に新しいブロックを追加することで、暗号通貨の運用における重要な側面です。これらのノードのネットワークは、ブロックチェーンデータベースに含まれることを待っている取引を確認し記録します。

マイニングブロックの採掘がますます困難になっており（これはプルーフ・オブ・ワーク、PoW用です）、個人の能力を超える計算能力の需要が非常に高いため、企業やグループがリソースを結集し、「マイニングプール」を作成して、暗号資産マイニングのますます高度化に果敢に取り組んでいます。ただし、これはプルーフ・オブ・ステーク（PoS）の場合はそうではありません。これにはコイン所有者がコインをステークしてバリデータになる必要があります。しかし、暗号資産マイニングには基本的に2つの機能があります。新しいコインの生成とブロックチェーンへの新しいトランザクションブロックの検証/追加です。

ブロックチェーンのセキュリティは、大きくマイニング活動に依存しています。したがって、PoWのマイナーは、安定した電力供給を持つ高度に特化したコンピューターを展開し、PoSのバリデーターは、取引を確認し、ブロックチェーンのセキュリティとその分散化された性質を維持するために一定量の暗号資産をステークします。

この記事では、暗号資産のマイニングの概念について、特に2つの最も人気のあるコンセンサスアルゴリズムであるProof of Work（PoW）とProof of Stake（PoS）に焦点を当てて説明します。

暗号資産マイニングの研究：ビットコインマイニングに特化した内容

初期段階では、ビットコインのマイニングは個人が個人用コンピュータを使用してブロックチェーン上の取引を処理および検証していましたが、年月が経つにつれて、そのコストと複雑さが増大し、そのため企業やマイニングプールがその運用を続ける必要が生じました。

これらの専門企業やプールは、暗号資産取引を検証し、ブロックチェーンデータベースにブロックを追加するために必要な複雑な数学計算を解決しようとします。そして、この作業の報酬として、これらのコンピューターは新しく鋳造されたコインの予め決められた量を受け取ります。この報酬は、ビットコインやライトコインなどの作業証明（PoW）ブロックチェーンの寿命に関して、4年ごとに半減するようプログラムされています。ビットコインを例にして、ブロック報酬の半減について簡単に説明しましょう。

Bitcoin ハルビング

ビットコインのハーフニングは、ブロックチェーンの寿命ごとに4年ごとに1つのビットコインブロックをマイニングする総コストを体系的に削減するものです。つまり、これはトランザクションを検証しビットコインブロックを生成する際にマイナーが受け取る報酬の半分です。

例えば、Bitcoin（BTC）とLitecoin（LTC）は、4年に1度、ブロックチェーンのハーブを経験します。 Bitcoinは2012年11月28日に初めてハーブイベントを目撃し、ブロックの高さ210,000で、マイナーの報酬が50BTCから25BTCに減少しました。2回目のハーブイベントでは、2016年7月9日に、420,000のブロック高で、マイニングの難易度が上昇する中、ブロックリワードは25BTCから12.5BTCに減少しました。同時に、マイナーの数も増加しました。

最も最近のビットコインのハーフは2020年5月11日にブロック高630,000で行われ、これによりブロック報酬が6.25 BTCに減少しました。次の予定されているビットコインのハーフは2024年で、カウントダウンは既に始まっています。

Bitcoinのハーフィングの主な理由は、市場での安定性を高め、インフレーションと戦い、デフレ通貨としての市場価値を強化することです。インフレーションは、金融業界において常に大きな問題だったが、Bitcoinの目標は2008年のネガティブな出来事（それがグローバルな不況である）にしっかりと対処することです。ほとんどのProof of Work（PoW）コンセンサスメカニズムは、Bitcoinと同様にブロックリワードの半減を行っています。さっそくLitecoinのハーフィングを見てみましょう。

Litecoinハルビング

Litecoinは、業界屈指の仮想通貨の1つであり、Bitcoinに適した代替手段を提供するために2011年にローンチされました。Litecoinは2回のブロック報酬の半減を経験しています。最初の半減は2015年8月25日に840,000のブロック高で発生し、ブロック報酬は50 LTCから25 LTCに減少しました。2回目は2019年8月5日に1,680,000のブロック高で発生し、現在のブロック報酬は12.5 LTCであり、次回のLitecoinの半減で6.25 LTCに減少する予定で、その日程は2023年8月3日です。この半減イベントは、合計マイナー報酬を2回に渡って減少させました。

Litecoinのハーフィングは、最初の割合の半分だけインフレを減らし、その結果、コインの価値と購買力を向上させます。2019年のハーフィングイベント後のLitecoinの年間インフレ率は3.72％です。次のブロックのハーフィングイベントでは、年間のインフレ率が1.80％に下がると予想されています。コインの価格は、コインへの需要が増加すれば、次のハーフィングで上昇する見込みです。

コンセンサスアルゴリズム：Proof of Work（PoW）およびProof of Stake（PoS）

ブロックチェーン技術は分散システムであり、コインを生成し、取引を検証し、取引のブロックをブロックチェーンに追加するために合意アルゴリズムを使用します。

コンセンサスアルゴリズムは、二重支払いの発生を防ぎ、違法な取引を検証することで、ブロックチェーンの維持とセキュリティに非常に重要です。各検証された取引ブロックは、ブロックチェーンに追加される際に暗号ハッシュでタイムスタンプが付けられます。

したがって、簡単に言えば、合意アルゴリズムとは、分散型コンピューターまたはノードのネットワークがデータの値やネットワークの状態について合意に達するプロセスです。通常、少なくとも51%のノードがデータの値を受け入れる必要があります。このため、分散型コンピューター間での合意を可能にし、分散型ピアツーピアネットワーク上でシステムおよびデータレコードの維持とセキュリティを確保します。基本的に、合意アルゴリズムは、中央集権的なエンティティや第三者の必要性を排除します。

さらに、コンセンサスアルゴリズムは、ブロックチェーン技術だけでなく、サプライチェーン管理、スマート電力網、ドローンなどの無人航空機の制御など、さまざまなセクターで広く使用されています。このセクションでは、ブロックチェーン技術における主要なコンセンサスメカニズムであるProof of Work（PoW）およびProof of Stake（PoS）アルゴリズムについて見ていきます。

作業証明（PoW）

Proof of Workコンセンサスアルゴリズムは、ブロックチェーンで使用されるノード間の合意システムとして初めて導入され、ビットコインブロックチェーンと同義です。ただし、他のブロックチェーンでもLitecoinなど、PoWを使用しています。

PoWコンセンサスアルゴリズムには、特定のブロックの暗号ハッシュを見つけることによってパズルまたは複雑な数学方程式を解くために競うコンピューターとノードの分散ネットワークが関与しています。参加ノードは、難易度に一致する異なるノンス値をランダムに推測してパズルを解こうとします。パズルを解いたノードには、通常は暗号通貨で報酬が支払われます。

さらに、トランザクションデータとノンス値は、対応する解またはハッシュ出力（暗号ハッシュ）が難易度に一致する必要があるため、ハッシュ関数に入力されます。したがって、ノードのネットワークは、問題を解決するために非常に高い計算能力を利用し、難易度に一致する暗号ハッシュを生成することで、「作業」という用語の理由となります。

Bitcoinは、暗号パズルを解くためにハッシュ関数SHA-256を使用しています。

PoWアルゴリズムは「非効率的」で非常に高額な運用費用となるため、計算能力で大量の電力を消費し、1ビットコインを採掘するか、ブロックチェーンにトランザクションブロックを追加するのに多くの時間（10分）がかかります。これは多くの人にとって大きな障害と見なされており、環境保護主義者はしばしばビットコインマイニングを環境への悪影響や地球規模の気候への影響を批判してきました。これにより、中国、ボリビア、バングラデシュ、カタール、モロッコなどの一部の国でビットコインマイニングが完全に禁止されることになりました。

しかしながら、最近の技術革新 — そして熱力学の第一法則に従い、エネルギーは創造も破壊もされないが、他の形態に変換されることができるという法則 — これにより、多くの企業が、巨大なマイニングエネルギーを冬に家や建物を暖めるために変換できるデバイスを製造しています。

ステークの証明（PoS）

PoWで複雑な数学パズルを解くために必要な高い計算能力と、暗号ハッシュを発見するために費やされる時間の長さは、Proof of Stake（PoS）という近い代替案を生み出しました。 PoSコンセンサスアルゴリズムは、ブロックをマイニングするために計算リソース（特殊な機器や電力）を必要としません。代わりに、暗号通貨の所有者は、データの同期、トランザクションの検証、およびブロックの追加に参加するためにコインをステークできます。また、ステーキングプールを利用することで、小さなコイン保有者がトランザクション手数料から収益を得る機会を得ることができます。

基本的に、コイン所有者は、ウォレットに自分の暗号資産の一部をロックし、その後ユニークな検証ノードを設定します。 暗号通貨プロトコルはランダムに検証者を選択して取引を確認し、ブロックを検証します。 検証者ノードを選択するのは、賭けられたコインの数量と賭けられたコインの保有期間に依存します。 ブロックは複数の検証者によって検証され、取引手数料で報酬を受け取ります。 検証者は、自分たちの賭け金の一部または賭け金全体を失わないように、正確なブロックをブロックチェーンに確認して追加しなければなりません。

PoSは、PoWと比較して電力（エネルギー）を少なく消費するため、環境にやさしく、運用コストが安くなります。主な欠点は、最も多くの通貨をステークしている検証者が不可避的に承認およびブロックチェーンに追加される取引をコントロールするため、PoSがPoWよりもセキュリティが低いと考えられています。これはブロックチェーンの分散化の特性を無効にします。

イーサリアムは最初、取引を検証するためにPoWアルゴリズムを使用していましたが、最近はブロックをマイニングするために必要な電力消費と時間を削減するためにPoSに移行しました。そのため、PoSアルゴリズムの下では、イーサリアム2.0は検証者として選択されるために32ETHをステークすることを要求しています。

マイニングはどのように機能するのか：ビットコインのプルーフ・オブ・ワーク・アルゴリズムに特化した解説

Bitcoinのマイニング中、マイナーは、複雑なコンピューターと大量の電力を使用して、一連の数学的な方程式や取引関連のアルゴリズムを解いたりハッシュ化したりして取引を検証します。これらの取引はブロックに記録され、各ブロックには次のブロックと暗号技術を使ってリンクされたユニークなハッシュがあります。特定のブロックのハッシュを変更すると、連続するブロックのハッシュも変更され、結果として全体のブロックチェーンネットワークが無効になります。

NB: ブロックハッシュは、トランザクションデータとユーザーの身元を隠すアルファベットと数字の英数字文字列であり、ハッシュ関数を使用して生成されます - BitcoinはSHA-256を使用しています。

マイニング暗号資産の採掘難易度の上昇は、ブロックのハッシュ化の困難なプロセスに起因しており、これにより、これらの数学的な暗号学的計算を解決し、トランザクションやブロックハッシュを発見するために多大な計算リソースが必要とされています。

Bitcoinをマイニングするために必要な機器には、次のものが含まれます:

• 専用ハードウェアデバイス：これらは、グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）、暗号資産マイニング用SSD、特定用途向け集積回路（ASIC）、そして最近発売されたフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）チップなど、特に暗号資産のマイニングに特化したデバイスです。

  これらの機器は、マイニングに必要な特定の種類の演算操作を実行します。これは、通常の家庭用コンピュータや消費者向けのグラフィックス処理カードの使用からの脱却です。

これらのハードウェアは大量の電力を消費するため、家庭環境には適していませんことに留意することが重要です。非常に ruidoso であり、大量のエネルギーを環境に放出します。

• ソフトウェアアプリケーション:これらはコンピュータ上で実行される特殊なソフトウェアアプリであり、マイニング活動を迅速に行います。これらはブロック内の取引を検証して記録し、ブロックチェーンに追加される前にネットワークのノード/マイナーに送信されます。使用する必要のあるソフトウェアには、ECOS、BeMine、Kryptex Miner Awesome Miner、Easy Miner、Pionexがあります。また、このソフトウェアはマイニング報酬を計算し、それをあなたのウォレットアドレスに送金します。
• 電力供給: 暗号資産のマイニングには、関連するコンピューターに電力を供給し続けるための安定した電力が必要です。したがって、エネルギーコストに勝つために、マイナーは通常、発電所に近い場所にマイニングファームを設置します。

それでも、さまざまな機器をインストールし、それらの最適なパフォーマンスを確認するには技術的な知識が非常に重要です。

暗号資産マイニングに影響を与える要因

• 電気料金：これは暗号資産のマイニングにおける主要な問題です。ハードウェアを動かすために必要な高額な電気料金は、ほとんどの場合、マイナーの利益を減少させます。仮想通貨のマイニングには膨大な電力が必要です。
• ハードウェアの高コスト：ASICなどのほとんどのマイニングデバイスは非常に高価であり、小売マイナーが暗号資産のマイニングを行うことを躊躇させる要因となっています。
• マイニングの難易度が上昇しています：ブロックチェーン技術がより広く採用されるにつれて、暗号資産やその他のデジタル資産への需要も増加しています。現在、暗号通貨は広範な人気を獲得しており、デジタル通貨への需要が増加しています。この急増に伴い、マイナーたちはより多くの暗号通貨をマイニングするために競い合っており、それによりマイニングの難易度が上昇しています。
• マイニング報酬の減少：マイニング競争の激化とブロックの難易度の上昇に伴い、マイナーの報酬が徐々に減少しています。

暗号資産マイニングに関連するリスク

多くの人が直面する一般的な課題は、特に安定した電力を供給するコストです。これだけでも小売りマイナーを大きく desu させています。一部の国ではコストが非常に高く、そのため、暗号資産マイナーは、運用コストが投資利益をはるかに上回っているため、利益を上げられないリスクにさらされています。

発電所に近いマイニングファームや産業地域内のマイニングファームを引用し、彼らの巨大な電力源にアクセスする可能性があります。

また、最新の機器（ASIC）を取得するコストは膨大であり、さらにビットコインマイニングに参加する人々の範囲を制限しています。これは、PCでビットコインをマイニングできないことを意味するものではありませんが、競争力のある報酬を得るためには、暗号資産マイニング専用のデバイスであるASICが必要です。

マイニングプールやマイニングファームの創設により、小売マイナーは自身の計算能力やマイニング機器の一部を提供し、マイニングプールのブロック報酬から一定割合を得ることができます。

また、これらのほとんどのマイニングデバイスは騒音を引き起こし、大量の熱を環境に放出することで深刻な環境汚染を引き起こします。これにより地球温暖化が進行します。解決策は、この有用な熱エネルギーを冬の間に家屋、オフィス、建物を暖房するために活用することです。

結論

暗号資産マイニングは価値のある事業であり、それはブロックチェーンの維持とセキュリティに大きく貢献し、またブロックチェーン台帳で取引を検証および記録します。マイナーはPoWでブロック報酬を獲得し、バリデータはPoSで取引手数料を請求します。

暗号資産のマイニングの運用の利点と欠点、投資利益を理解することが重要です。PoWで利益を最大化するためには、マイナーは優れた機器、安価な電力供給、技術知識が必要です。一方、PoSでは、バリデーターは競争優位性を持つために莫大な量のコインをステークする必要があります。