すべての暗号資産取引の背後にある隠れたアーキテクチャ: なぜ検証があなたが思っている以上に重要なのか

ビットコインや他の暗号通貨を送ると、裏では驚くべきことが起こります—何千台ものコンピュータが瞬時に協力してあなたの取引を確認します。しかし、ほとんどの人が理解していないのは、この確認システムが銀行や中間業者なしに暗号通貨を可能にするものだということです。それがどのように機能するのかを詳しく見ていきましょう。

すべての始まりとなった問題

何十年もの間、デジタル現金は二つの不可能な課題に直面していました：

二重支出：同じデジタルファイルを二人の異なる人に送ることを想像してください。銀行のないシステムでそれをどのように防ぎますか？従来のデジタル通貨システムはこの問題で失敗し続けていました。

信頼の障壁: 以前のすべてのデジタル決済システムは、中央機関（銀行、企業、政府）を信頼することを要求しました。しかし、誰も信頼したくない場合はどうでしょうか？数学とコードを信頼するシステムが欲しい場合はどうでしょうか？

ブロックチェーンは、両方の問題を一度に解決します。そして、それは驚くほどエレガントな確認システムを通じて行われます。

取引が実際にどのように機能するか

ステップ1：デジタルフィンガープリントを作成します

取引を開始すると、ウォレットは単にデータを送信するのではなく、暗号技術を使用してユニークなデジタル署名を作成します。この署名は、次の3つのことを証明します: 本当にあなたであること、コインを所有していること、そして取引データが改ざんされていないこと。

それをあなたが作成できる暗号学的なシールと考えてください。

ステップ2: ネットワークがすべてを確認します

あなたの取引は数千のノード(ブロックチェーンソフトウェアを実行している個々のコンピュータにブロードキャストされます)。各ノードは独立して確認します：

• 実際にこれらの通貨を所有していますか？
• 取引額は有効ですか？
• 数学は合っていますか？

もしノードが問題を発見した場合、取引は即座に拒否されます。問題がなければ、取引は他の保留中の取引と共に待機プールに入ります。

ステップ3: コンセンサスがすべてを決定する

ここが面白くなるところです。ブロックチェーンネットワークには、何が有効かを決定するCEOや中央サーバーが存在しません。代わりに、ネットワーク全体が二つの主要なコンセンサスメカニズムのいずれかを使用して合意に達する必要があります。

2つのコンセンサスエンジン

プルーフ・オブ・ワーク: 計算の宝くじ

プルーフ・オブ・ワークシステム(、ビットコイン)のように、マイナーは非常に難しい数学的パズルを解くために競い合います。同じ複雑な方程式を解こうとする数千のマイナーが競争している様子を想像してください。最初にそれを解いた者が、次のトランザクションのバッチをブロックチェーンに追加する権利を獲得します。

なぜこれが重要なのか:

• 同時に何千台ものマシンを超える計算をする必要があるため、不正を行うことはほぼ不可能です。
• 難易度は自動的に調整され、一定のブロック時間を維持します
• 勝者はその仕事の報酬として暗号通貨を獲得します

トレードオフ: PoWは膨大な電力を消費します。ビットコインだけでいくつかの国と同じくらいのエネルギーを使用します。

ステークの証明: ゲームに皮膚が入っている

プルーフ・オブ・ステークは確認モデルをひっくり返します。マイナーが計算を通じて競い合うのではなく、バリデーターはどれだけの通貨を「ステーク」しているかに基づいて選ばれます—担保としてロックアップされた通貨です。

仕組み: バリデーターが不正を働いたり、詐欺的な取引を承認しようとすると、自動的にそのステークした通貨の一部または全部を失うことになります。これは「スラッシング」と呼ばれるペナルティです。これにより、誠実に行動するための強力な経済的インセンティブが生まれます。

利点: PoSは劇的にエネルギー効率が高く、現在はイーサリアム、BNBチェーン、ソラナ、その他多くのブロックチェーンで使用されています。

なぜ複数のブロックチェーンが異なる確認方法を使用するのか

あなたは疑問に思うかもしれません：各システムを使用しているブロックチェーンはどれくらいありますか？その答えはブロックチェーンの進化について重要なことを明らかにします。

ビットコインは最も有名なプルーフ・オブ・ワークブロックチェーンであり、数兆の価値を保護しています。しかし、暗号エコシステムが成長するにつれて、開発者たちはPoWのエネルギー要求と遅い取引速度が制限要因であることに気づきました。これがプルーフ・オブ・ステークの代替案の台頭を引き起こしました。

今日、ブロックチェーンの状況は多様であり、数千の異なるチェーンが存在し、それぞれが独自の確認方法を持っています。一部のブロックチェーンはハイブリッドモデルやまったく新しい合意メカニズムを使用していることさえあります。この断片化は、取引を確認するための「完璧な」方法がないことを示しています。代わりに、各ブロックチェーンはセキュリティ、速度、分散化、またはエネルギー効率といった異なる優先事項に最適化しています。

確認ゲーム: なぜ待つことが重要なのか

ブロックがブロックチェーンに追加されると、それは「確認」を受けます。一回の確認は、あなたの取引の後に一つのブロックが追加されたことを意味します。二回の確認は、二つのブロックが追加されたことを意味します。そしてそのように続きます。

確認が多いほど、あなたの取引はより安全になります。理由は次のとおりです：取引を逆転させるには、攻撃者はそれ以降のすべてのブロックを再計算し、ネットワークの大多数を説得して彼らの偽のバージョンを受け入れさせる必要があります。6回の確認が行われると、これは実質的に不可能になります。

異なるブロックチェーンは異なるセキュリティ基準を持っています。ビットコインの商人は、販売を確認する前に通常4-6回の確認を待ちます。イーサリアムの取引は通常30回以上の確認が必要です。あなたが使用しているブロックチェーンインフラストラクチャが基準を決定します。

なぜこのアーキテクチャが実際に機能するのか

ブロックチェーン確認の天才は、制度的信頼を数学的確実性に置き換えることです：

• 透明性: すべての取引は公に、永続的に記録されます。持っていない通貨を使うことはできません。
• 非中央集権化: 単一のエンティティが確認プロセスを制御することはありません。数千のノードが合意する必要があります。
• 不変性: 過去の取引を変更するには、ネットワークの大多数の計算能力を制御する必要があり、経済的に不合理で技術的にほぼ不可能です。

これが、暗号通貨の取引がクレジットカードの支払いとは異なるように感じる理由です。あなたは銀行に自分を信じてもらおうとしているのでもなく、企業があなたの支払いを正しく処理してくれると信じているわけでもありません。あなたは、信頼が数学によって強制されるシステムを使用しています。

テイクアウェイ

ビットコインをプルーフ・オブ・ワークで送信する場合でも、イーサリアムのプルーフ・オブ・ステークネットワークで通貨をステーキングする場合でも、あなたは仲介者なし、中央の管理なし、そしてシステム自体以外の誰にも信頼を必要としない価値を移転する方法という、人類の最も重要な革新の一つに参加しています。

確認プロセスは、一見複雑ですが、数十年にわたり暗号学者を悩ませてきた問いに対する答えに過ぎません。それは、中央機関のないシステムで取引をどのように確認するかということです。

答えは、誰もが予想していたよりもよりエレガントであることが判明しました。