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PoA(Proof of Authority)とは? PoWやPoSとの違いについて解説!

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ぱんだ

ブロックチェーンの承認ルールの1つにProof of Authorityっていうのがあるらしいんだけど、どんな仕組みなの?ビットコインの承認ルールのProof of Workとかとは違うのかな・・・

この記事ではこんな方の疑問を解決します!

この記事から分かること
  • ビットコインの承認ルール「Proof of Work」の仕組み
  • バイナンスのブロックチェーンの承認ルールの一種「Proof of Stake」の仕組み
  • 「Proof of Authority」は「PoW」や「PoS」とどこが違うのか
この記事を書いた人
  • Core30経理職の20代男
  • 米国公認会計士(ワシントン州)
  • 2021年上期の仮想通貨バブル期にアルトコイン投資とBCGに夢中になりクリプトの世界へ
  • 現在は強気相場が予想される2024年の半減期に向けてビットコインをコツコツ積み立てる堅実スタイル
  • 仮想通貨投資は500万円以上、NFTは50点以上保有、BCGは20作以上プレイ。身を削って蓄えているクリプト情報を発信しています
目次

PoW(Proof of Work)とは?

さとう

まずはブロックチェーンの承認ルールとして主流な「PoW」と「PoS」の紹介を行い、その後「PoA」について解説していきます!

「Proof of Work」は、ビットコインのブロック生成時にも使用されているメジャーな承認ルールです。

PoWでは「コンピューターの計算作業量」をコストに取引の承認(マイニング)を行います。

Proof of Workの言葉通り、「(パソコンの)作業の証明」となっています。

本記事では実際の承認作業の説明は割愛しますが、複雑な計算処理を解くことを最初に成功したコンピューターがマイニングを成功したことになり、報酬を貰うことができます。

こちらの記事でPoWにおいてコンピューターがどういった計算を行い、ブロックの承認を行っているか解説しています。

少し専門的な内容になってしまいますが、興味のある方は是非ご覧ください。

さとう

PoWには以下のメリットとデメリットがあります。

メリットデメリット
他の承認方法と比べて明確なメリットはなし
高性能なハードウェアが必要
多くの電気代が必要になる
取引に時間が掛かる

PoWはブロックチェーンの承認ルールの元祖ですが、他の承認ルールと比べるとコストが大きく、承認作業時間も多く掛かってしまいます。

従って、今後仮想通貨の取引量が増えていくと、取引をスムーズに行うことが出来なくなってしまう問題が生じます。(スケーラビリティ問題)

ぱんだ

確かにビットコインって結構送金とか時間掛かるイメージかも・・・そういう理由だったんだね!

セキュリティ面においては比較的強固な仕組みになっています。

承認に計算量が必要になってくるため、一本のチェーンにになっているというブロックチェーンの根幹を揺るがすような分岐を生み出すことが難しくなっています。

また、失敗するとチェーンは破棄され、マイニング報酬も貰えないため、ブロックチェーンに参加している他人がリスクをとって不正なチェーンに承認を加えていくインセンティブもありません。

つまり、正しいチェーンが必然的に伸びていくような仕組みになっています。

ぱんだ

みんなが正しいと思うチェーンが伸びていくんだね!管理者がいないブロックチェーンの仕組みはすごいな~!

しかし、ブロックチェーンに参加している全てのノード(PC等)の計算量の51%を占有すると、取引を不正に否認したりすることができるといった「51%攻撃」を行うことができてしまう問題があるなど、計算作業量をコストにしていることが弱点となり、この穴を付く不正・改ざんが起きてしまった例もわずかには存在します。

不正の例はこちらの記事で解説しています。

PoS(Proof of Stake)とは?

「Proof of Stake」は仮想通貨の保有量や保有期間に応じて、ランダムに取引の承認者を選ぶ承認ルールです。

バイナンスのバイナンススマートチェーン(BSC、現在のBNB Chain)はこの承認ルールの一種を採用しています。(後述のDPoS)

さとう

PoSには以下のメリットとデメリットがあります。

メリットデメリット
他の膨大な計算能力が必要ない
他の多くの電気代は必要ない

正しいチェーンを伸ばしていくインセンティブがない

PoWのように承認に膨大な計算能力や電気代が必要なく、仮想通貨を保有するだけで承認の権利を獲得できるので、PoSはコスト面で非常に効率の良い承認方法になっています。

しかし、その承認コストが安価であることが裏目に出てしまい、正しいチェーンを伸ばしていくインセンティブがなくなってしまうという問題を抱えています。

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これを「Nothing at Stake問題(何も賭けていない問題)」といい、承認作業にコストが掛からないため、承認者は報酬が発生しやすくなるように全てのチェーンに承認作業を行い、どのチェーンが正当であるかを賭けずに承認をしてしまいます。

さとう

これは1本の鎖のように取引が結びついているというブロックチェーンの根幹を崩してしまうことになります!

これについては承認者には仮想通貨のステーキングを義務付け、不正なチェーンに承認を行った場合はそのステーキングした仮想通貨を取り上げるというペナルティを設けることで解決しているケースが多いです。

ぱんだ

なるほど!PoSの場合はペナルティを設定することで正しいチェーンが伸びていくように工夫しているんだね!

このペナルティのことを「Slashing(スラッシング)」と呼んだりします。

バイナンスのブロックチェーンである「バイナンススマートチェーン」はPoSの一種を採用していますが、このスラッシングのペナルティを導入しており、承認者となるには10,000BNB(約3億円)を預ける必要があります。

ブロックを誤って分岐させてしまうとSlashingを受けることになり、10,000BNBが没収されるという重い懲罰を受けます。

ぱんだ

10,000BNBの罰則・・・これなら確かに不正をせずにしっかり承認業務を行うようになるね!

DPoS(Deligated Proof of Stake)とは?

PoSの一種にDPoS(Delegated PoS)と呼ばれる承認ルールがあります。

DPoSでは仮想通貨の保有量や保有期間に従って投票権を与え、その投票によって選ばれた人が承認者となります。

Delegatedには「委任された」という意味があり、仮想通貨を多く保有しているが必ずしも承認者になる訳ではないことがポイントです。(実際は多く仮想通貨を持っている人は当然自分に投票するので、承認者になりやすい)

バイナンスのバイナンススマートチェーンが採用している承認ルールはこのDPoSと後述のPoAを組み合わせたものであると言われています。

PoA(Proof of Authority)とは? PoWやPoSとの違いについて

PoA(Proof of Authority)とは、暗号化のため計算競争に買ったものや、コインのステーキング量といったものではなく、個人の評判やアイデンティティによってブロックの作成者・承認者を決めるブロックチェーンの承認ルールのことです。

メリットデメリット
PoWのように膨大な計算を行うためのハードウェアや電気が必要ない
PoSのように大量にコインを保有しなくても承認者になることができる
他の承認ルールと比べると中央集権的

承認者を定量的なデータから決めることができないため、他の承認ルールと比べると中央集権的であり、そもそもブロックチェーンの承認ルールとしては親和性が低く、メジャーな上場している仮想通貨でこの承認ルールのみを採用している通貨はありません。

しかし、バイナンスのバイナンススマートチェーン(BSC、現在はBNB Chain)では、このPoAと前述のDPoSを組み合わせたPoSA(Proof of Staked Authority)という独自の承認ルールを使用し、ブロックを生成しています。

ぱんだ

確かに管理者がいないのがブロックチェーンの魅力だったのに、中央集権的に承認者を選んでいたら本末転倒だよね・・・

バイナンスのPoSAでは以下の流れでブロックの承認者を決定します。

バイナンスのPoSAの承認者決定プロセス
  1. 10,000BNBをステーキングし、ハードウェア環境を満たしている人を承認者の候補に(ここはPoS・PoA的)
  2. BNBをステーキングしているは保有量に応じて承認者候補に投票が可能で、トップ21人が承認者に(ここはDPoS的)
  3. 21人は24時間毎に再選定され、オフラインが続いたり不正な承認を行うと解任される(PoA的)

このように完全にDPoSに従って保有量に応じた投票によって決まるわけはなく、承認者本人のステーキング状況・ハードウェア環境・正しく承認者業を行う態度が承認者決定のプロセスの中に組み込まれていると言えます。

さとう

このように、PoAはそれ単体で承認プロセスを完遂できるというより、他の承認ルールと組み合わせることで強固なセキュリティの体制を築くことができると言えます!

本記事のPoA(Proof of Authority)は以下の記事を参考にまとめています。

Binance Academy Proof of Authority Explained

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