サステナビリティの観点から、コンセンサス・プロトコルについて改めて考えたとてもわかりやすい記事「ビットコインと同レベルのセキュリティを維持しながら、大幅に少ないエネルギーを消費するカルダノの仕組み」をカルダノ財団が投稿しています。

また、さらに、カルダノのプロトコルは厳格な査読プロセスを経ており、コードの失敗がイーサリアムDAOのハッキングのような大惨事を引き起こすジェットエンジンやNASAを作る開発者が使用するのと同じ高保険コード技術を経ていると記事は伝えています。

以下はカルダノ財団が、カルダノフォーラムに掲載した記事「How Cardano uses significantly less energy while maintaining the same level of security as Bitcoin」を翻訳したものです。

ビットコインと同レベルのセキュリティを維持しながら、大幅に少ないエネルギーを消費するカルダノの仕組み

by カルダノファウンデーションチーム 2021年5月27日

ビットコインと同レベルのセキュリティを維持しながら、カルダノはどのようにして大幅に少ないエネルギーを使用しているのでしょうか。

車のエンジンが車を走らせ、エンジンが違えば車の効率が良くなったり悪くなったりするのと同じように、暗号通貨にも同じことが言えます。暗号通貨のエンジンは、コンセンサスプロトコルです。暗号通貨のブロックチェーンは分散型であり、ネットワークをコントロールする単一のエンティティは存在しません。その代わりに、取引を検証するノードに分散しています。コンセンサス・プロトコルは、すべてのノードがコンセンサス（合意）し、ブロックチェーンの台帳上の情報が正しいことを確認します。

ここでは、サステナビリティの観点から、コンセンサス・プロトコルについて改めて考えてみたいと思います。

最も一般的なコンセンサス・プロトコル プルーフ・オブ・ワークとプルーフ・オブ・ステーク

コンセンサス・プロトコルには、ビットコインで有名なプルーフ・オブ・ワーク（PoW）と、カルダノのウロボロスで有名なプルーフ・オブ・ステーク（PoS）の2種類があります。コンセンサス・プロトコルには、ブロック・プロデューサーの選択、ブロックが正しいかどうかの検証、ブロック・プロデューサーへの報酬などの主な機能があります。ビットコインのPoWとカルダノのPoSの最大の違いは、ブロック生産者の選択方法です。

PoWは物理的な資源を利用するため、ASICなどのハードウェアマシンが必要です。PoWの検証者（＝マイナー）は、ハードウェア機器のハッシュパワーを使って計算パズルを解きます。この機械を使う行為を「マイニング」と呼びます。PoWのマイナーはパズルを解く競争をしており、先にパズルを解いた人がブロックを生成する権利を獲得します。より多くのハードウェアを持っているマイナーほどパワーがあり、結果として次のブロックを作る確率が高くなります。

PoSは、仮想の資源をベースにしています。カルダノでは、ネイティブトークンであるADAを使って、どのステークプールがブロックチェーン内のブロックを生産するかを割り当てている。各ADAは宝くじに相当する。自分のステークプールが選ばれれば、ブロックを作るために選ばれる。ADAホルダーは、自分のADAをステークプールに委任することで、選ばれる確率を高めて参加することができます。その代わり、委任者は報酬の一部を得ることができます。

大幅なエネルギー削減

Bitcoinをはじめとするプルーフ・オブ・ワークプロトコルでは、エネルギー消費の99％がブロックプロデューサーの選択だけに使われています。カルダノでは、よりエネルギー効率の高いプルーフオブステークプロトコルを採用している。ビットコインの年間エネルギー使用量が115.85テラワットアワーであるのに対し、カルダノの年間エネルギー使用量はわずか6ギガワットアワーです。

• カルダノ：6ギガワット＝平均的な発電所2基分
• ビットコイン：115,850ギガワット＝国のエネルギー消費量ランキング31位、オランダを上回る。

このように、カルダノはビットコインよりも何倍もエネルギー効率が良いのですね。でも、発電所2基分の電力って、やっぱり多いですよね？特に、再生可能エネルギーを使用する当社のSPOや、物理的なフィアットキャッシュの原料を採掘、加工、生産するのに必要な電力は考慮されていません。

コストをかけたセキュリティ

ブロックチェーンのブロックは、取引の記録であり、誰が何を持っているかを示しています。プロトコルに障害が発生すると、台帳が操作される可能性があります。その結果、資金を失ったり、ネットワークを乗っ取られたりするような壊滅的な結果を招く可能性があります。このような重大な結果を招くため、コンセンサスプロトコルは最高レベルのセキュリティを備えていなければなりません。

ビットコインは最も安全なプロトコルの一つですが、信じられないほど安全なのは、ネットワークを乗っ取るために必要な物理的リソースとエネルギー消費です。ブロックチェーンを歪めたり操作したりするためには、攻撃者はハッシュパワーの過半数をコントロールする必要があります。セキュリティにはコストがかかり、エネルギー消費量はビットコインネットワークの成長とともに増加していきます。

しかし、もし自分の好きなものを食べることができたらどうでしょうか？同じレベルのセキュリティを維持しながら、わずかなエネルギー消費で済むのです。

同じセキュリティ、より高いエネルギー効率

カルダノは、ビットコインと同じ高レベルのセキュリティを提供しますが、マイニング機器のハッシュパワーではなく、ネイティブトークンであるADAを使ってコンセンサスを得ます。カルダノのネットワークを歪めるには、過半数のADAをコントロールする必要があります。以下は、カルダノのネットワークを過半数支配するために必要な金額の計算です。

• 31,948,309,441 ADA – 流通している供給量
• 16,293,637,815 ADA – 流通供給量の51%分
• 1.60米ドル – ADAの現在の価格
• 26,069,820,504米ドル – 現在の価格でADAの51%を支配するためのドルの額

攻撃者がネットワークの51％を支配するためには、260億米ドル以上の費用がかかりますが、それだけの量のADAを購入しようとする買い手に生じる価格上昇は考慮されていません。さらに、ネットワークが成長してADAの価値が上がると、ネットワークを攻撃するためのコストは高くなりますが、ネットワークを保護するためのコストは比較的変わりません。

さらに、カルダノのプロトコルは厳格な査読プロセスを経ており、コードの失敗がイーサリアムDAOのハッキングのような大惨事を引き起こすジェットエンジンやNASAを作る開発者が使用するのと同じ高保険コード技術を経ています。

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