- ビットコインのマイニングとは？
- マイナーはどのような仕組みで報酬（ビットコイン）をもらうの？
本記事ではこのような疑問を解決します。
世間では仮想通貨が年々注目を集め、最近では一般的なものとして認知され始めています。
そんな仮想通貨の存在を一躍有名にしたのが時価総額ダントツ1位の銘柄であるビットコインです。
そして、ビットコインの世界を覗いていると、「マイニング」という言葉に出会います。
「マイニング」は直訳すると「採掘」という意味なのですが、”ビットコインを掘り当てる”となるとトレジャーハンターみたいでワクワクが止まりません。
しかし、ビットコインをマイニングするとはどのようなことなのでしょうか？
今回はビットコインのマイニングについて図を用いてわかりやすく解説していきます。
ビットコインのマイニングとは？
マイニングとはビットコインの取引データを集めてブロックを作成し、チェーンで繋ぐことを言います。
マイニングはマイナーと呼ばれる人たちによって行われ、マイニングを成功させた人には報酬としてビットコインが支払われます。
それではマイニングの一連の流れを以下の図で確認しましょう。
このようにマイニングは図で表すと、割とあっさりしていますが、実態はマイナーたちによる莫大な計算競争になります。
マイニングの中心作業は取引データを検証することですが、この取引データの検証にはハイスペックで大量のコンピューターが必要となり、現在では個人がマイニング競争に参戦することはほぼ不可能な状況です。
なぜビットコインにはマイニングが必要なのか？
ビットコインはマイニングによって取引データのブロックチェーンが形成されています。
ではなぜマイニングが必要なのでしょうか？
それはビットコインの仕組みを知れば自ずとわかってきます。
ビットコインはブロックチェーンという技術で成り立っていますが、このブロックチェーンにおけるネットワークには中央の管理者がいません。
通常の通貨であれば銀行などが取引や発行量を管理し、その中央機関がいることで通貨の正しさが保証されているのですが、ビットコインは違います。
そのため、ビットコイン取引の参加者みんなで監視・管理・運用していく必要があるのです。
よって、マイニングとはビットコイン取引の管理を担う重要な行為なのです。
そして、何かインセンティブがなければ誰もマイニングをしようとする人は現れないため、マイニングをしてくれた人に報酬としてビットコインが支払われるという仕組みになっています。
マイニングの仕組み
それではマイニングの仕組みについて確認していきましょう。
ここでは以下の項目ごとにマイニングについて解説していきます。
- マイナーは取引データ（トランザクションデータ）を検証することから始める
- マイナーの報酬について
- トランザクションデータ検証後、proof of workによってブロックを作成する
- ブロック作成後、ブロックチェーンにつなげる
マイナーは取引データ（トランザクションデータ）を検証することから始める
まずビットコイン取引が行われると、その取引データはブロックチェーンのネットワークに伝えられます。
この取引データのことをトランザクションデータと呼び、トランザクションとは取引履歴のことを指します。
そして、ネットワークには未検証の取引データの溜まり場があります。
これがトランザクションプールです。
マイナーたちはトランザクションプールから未検証の取引データを取り出して、1つ1つのトランザクションデータが正しいかどうかを検証し、正しいものだけをブロックに入れていきます。
なお、データが正しいかどうかは決められたルールに沿ったデータであるかどうかによって判断されます。
ちなみにマイナーとはマイニングする人のことを指しますが、厳密にいうとマイニングするノードのことを言います。
ノードとはコンピューターネットワークを構成する1つ1つの機器のことです。
このようにマイニングによって中央機関なしでもデータの検証が行われ、ブロックチェーンに取り込まれた時に報酬としてビットコインがもらえるという仕組みでビットコイン取引は成り立っています。
したがって、報酬を用意することで自律的にデータの検証が行われるという点がビットコイン取引の革新的な部分なのです。
マイナーの報酬について
マイナーの報酬には以下の2つがあります。
①新たに発行されたコイン
マイナーはマイニングが完了した時に新たに発行されたコインをもらえます。
報酬の額としては圧倒的にこちらが多いです。
ただし、4年に一度の周期で受け取るコインの量は半額になるように設計されています。
これはインフレが起きて通貨の価値が下がるのを防ぐために発行量が制限されているのです。
したがって、コインの流通量が増えるほど発行量を減らしコインの価値を維持しています。
②トランザクションの手数料
マイナーが集めたトランザクションには1つ1つ手数料が設定されています。
トランザクションにはインプット（コインを送る側）とアウトプット（コインを受け取る側）の情報が記載されており、その両者の差額が手数料になります。
そして、その手数料の合計額がマイナーの報酬になるのです。
トランザクションデータ検証後、proof of workによってブロックを作成する
世界中のノードがトランザクションデータを検証し、データとして正しいトランザクションデータのみが取り込まれブロックは作成されます。
そして、このブロックの作成にはproof of workという仕組みが必要になります。
proof of workとはネットワークのセキュリティ強度を高めるために演算作業の証明を行うことです。
イメージとしてはランダムな数当てゲームのようなものです。
例えば、数値の1を入力すると、ある数値が出力されるとします。
その出力された数値が一定の数値よりも小さければproof of work成功、大きければproof of work失敗という感じになります。
このようにランダムで数値を入れていって一定の数値よりも小さくなるものを探す演算作業がproof of workなのです。
proof of workはマイニングにおける中心作業であり、世界中のノードは報酬を得るために高性能で大規模なコンピューターを駆使して莫大な計算競争を行なっています。
そして、目当ての数値を見つけることができたらブロックは完成です。
また、proof of workの仕組みによって、後からのデータ改ざんを防ぐことができます。
なぜデータの改ざんを防げるかというと、改ざんの際にはブロック作成時に行なったproof of workの計算とは比べ物にならないくらいの莫大な計算処理が必要になるため、実質改ざんが不可能となっているからです。
ブロック作成後、ブロックチェーンにつなげる
ブロックが作成できたら他のノードに共有し、ブロックを受け取った他のノードはそのブロックが正しいかどうかをチェックします。
データが正しければ、自分のブロックチェーンに取り込みます。
ブロックチェーンは新しいブロックを受け取っても、そのチェーンが分岐する場合があります。
これは世界中でマイニングが行われているため、同じタイミングで2つの新しいブロックが出来上がることがあるからです。
ブロックチェーンが分岐した場合は、正しいブロックチェーンを選択する必要があります。
このブロックチェーンの選択はブロックの先によりブロックが積まれた方はどちらかという判断で行います。
以上がマイニングの仕組みになります。
ビットコイン取引ではこれらの仕組みをマイニングの報酬をつけることによってP2Pネットワークで自律的に実現しているのです。
まとめ
ビットコインのマイニングは、マイナーたちによる報酬をかけた熾烈な計算競争であることがわかりました。
ビットコインの価値は今後さらに上昇し続けることが予想されるため、マイナーたちがマイニングに精を出すのもお分かりいただけるでしょう。
最後にマイニングというものを一文で表すと、
「取引データを検証・管理して、その対価として報酬をもらう作業」となります。
これでマイニングについての理解が深まったのではないでしょうか。
なお、ビットコインを支えるブロックチェーン技術についてはこちらの記事を参考にしてみてください。
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