【Web3用語集】PoW（プルーフ・オブ・ワーク）とは｜意味や解説

「PoW（プルーフ・オブ・ワーク）」とは「Proof of Work」の略語です。それぞれ「Proof（証明）」、「Work（仕事）」といった意味になり、あわせて「仕事の証明」となります。

Pow（プルーフ・オブ・ワーク）はビットコインなど管理者のいないブロックチェーンで、管理者の代わりに取引を証明し、新しいブロックの生成を承認する仕組みのひとつです。

多くのパブリックブロックチェーンが不正や二重支払いを防ぐために、PoW（プルーフ・オブ・ワーク）を取引合意の手段（コンセンサス・アルゴリズム）として使用しています。

 

PoW（プルーフ・オブ・ワーク）が不正なデータ改竄などに強いと言われる理由を解説します。簡単にいってしまうと、物量作戦で不正する人を締め出す仕組みです。

例えば、従来の管理者が居る中央集権的な取引所の場合は、管理者が取引の発生から承認まで全てを管理しているため、管理者のセキュリティを突破しハッキングしてしまえば自由にデータを改竄できてしまいます。

それらの中央集権的な管理と違い、根本的にセキュリティの形が変わったのがブロックチェーンです。ブロックチェーンでは、新しい取引データは数個ごとにブロックとして追加されます。ブロックは複数の利用者がデータをコピーし、常に相互監視を行っています。また、ブロック同士の前後の連結に矛盾がないことが常に精査されています。それにより、過去から現在までを含めたデータの整合性を保証しているのです。

ブロックそのものを誰でも作成可能にしてしまうと、ブロックが無制限に増え、結果としてデータの改竄などが簡単になってしまいます。そのため、ブロックの作成には制限がかけられています。そのブロック作成の権利を誰にするかを決める仕組みがPoW（プルーフ・オブ・ワーク）です。
 

管理者が居ないパブリック・ブロックチェーンにおいては、取引時に作成されるブロックは、管理者の承認ではなく有志によるマイニングの計算によって設立が承認されます。

ハッシュ関数と呼ばれる膨大な量の計算を提示し、その中の「正解」を最初に引いた人がブロックを作成します。「正解」がみつかると、そのハッシュ関数が正しいかの検査が行われ、ブロックが正当な物かどうかを計算量に応じた多数決で判断されます。正当性が証明されたブロックは、新たにブロックチェーンに追加されます。その際、「正解」が見つかるまでに全体でかかった計算量に比例して報酬が支払われるシステムです。

これがマイニングで、誰にでも挑戦が可能な単純計算ですが、その計算量は膨大です。その膨大な量の計算という「仕事」によって、データを改竄から守っています。

 

仮に、誰かがあるブロックのデータを書き換えて不正を行った場合、不正をバレないようにするには、改竄したブロックがそれ以降も連結されつづけなければいけません。つまり、ブロック作成の際の検査をすり抜け続ける必要があります。

データを改竄するとマイニングの時に使用されるハッシュ関数の値も変化します。不正されたブロック以降のブロックで行われる、全ての検査をごまかし続けなければ、不正がバレてしまいます。

検査はマイニング全体の作業量に比例した多数決で行われるため、個人やマイニング業者がいくら高性能なマイニングマシンをもっていたとしても、世界中のマイニングの計算量を超える計算をするのは不可能に近くなるのです。

PoW（プルーフ・オブ・ワーク）は強固なセキュリティを持ちますが、マイニングの計算には膨大な量の電力消費がかかるなどの問題点もあります。

電力消費以外にも、マイニング報酬の分、取引手数料がかさんでしまう点。さらに、より高い報酬を得るために高性能なマイニングマシンが必要となることから、マイニング業者などマシンの用意ができる富裕層への中央集権化も懸念されています。

また、最終的な判断が多数決で決定されるので。計算量が全体の過半数を超えなければ不正はできないという事は、過半数さえ超えてしまえば不正を働けるという事です。「51％攻撃」とよばれるこれは、現実的ではありませんが、マイニング業者への中央集権化と共に懸念は増えていきます。

以上のようにPoW（プルーフ・オブ・ワーク）には問題点もありますが、現状、不正なデータ改竄が実行され取引が破綻した仮想通貨はありません。高いセキュリティを持っていることは確かです。

 

問題点のあるPoW（プルーフ・オブ・ワーク）の代替として、PoS（プルーフ・オブ・ステークス）を採用しているブロックチェーンも存在しています。PoSの「S」は「Stake」（ステークス：割合）であり、ブロックチェーンにおいてある程度の割合のコインを所持していることを示しています。これは不正に手を貸す必要が無い、不正をすると自分に被害が出ることでマイニングをする人を選別してブロック作成を任せる仕組みです。

最も有名なビットコインが、ブロックチェーンそしてPoW（プルーフ・オブ・ワーク）の先駆けです。その他にもビットコインキャッシュ・ライトコイン・Zcash・イーサリアムクラシック・TRON・モネロ・モナコインなど多くの仮想通貨で採用されています。