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ビットコインシステムの肝「マイニング」
これまでもお話ししてきましたが、ビットコインシステムへの参加者「マイナー」、いわゆるビットコインシステム上の取引を記録するブロックチェーンのブロックを作る人たちへの報酬は、「新規発行されるビットコイン」と「利用者が送信する際に支払う手数料」です。この報酬を得るためにマイナー立ちが行う処理のことを「マイニング」と言います。今回は、このことについて説明します。
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マイニングとは
利用者がビットコイン取引を行う場合の送金手数料は少額から選択できます。しかし、手数料を高く設定するほど安全かつスピーディに送信が出来ます。何故なら、マイナーは高額な手数料を求めて、優先的にその取引をブロックチェーンに記録していくからです。
ユーザーが希望する取引情報は、ビットコインシステムを構成するマイナーに一斉送信されます。マイナーは取引情報をまとめてこれまでのブロックチェーンの末尾に新たなブロックとして追加します。このときに新規のブロックを作成できるのは、計算量の大きな問題を最初に解いたマイナーのみになります。問題については10分程度で解けるように難易度が調整されています。この仕組みのことを「プルーフ・オブ・ワーク（仕事の証明）」と呼びます。マイニングの報酬を受け取れるのは、最初に問題を解くことで「最も早くブロックを作成したマイナー」のみです。作成されたブロックの最初の取引には「新たなビットコインが作られ、それをブロックを作ったマイナーに送った」という情報が書き込まれます。
このブロックが他のマイナーに正当だと承認されることで「新たなビットコインが生まれたこと」「そのブロックを作ったマイナーが新しいビットコインを手に入れたこと」の2点が正式に承認されます。これが報酬の一つである、「新規発行のビットコインを受け取る仕組み」となります。
取引手数料
取引手数料は、ブロックに入っているビットコインの総送信数量（総送金額）と、ビットコイン総受取数量（総受取額）の差額です。取引手数料は送信側が負担するので、総送信料の中に取引手数料が含まれることで、総送信数量と総受取数量に差が出ます。
報酬を得るのは一人のマイナーと説明しましたが、ビットコインが普及したことで､マイニングの競争が激しくなり、なかなか単独でマイニングの報酬を得ることが困難になってきました。そこで、複数のマイナーが協力して、グループでマイニングを行う「マイニングプール」が広まってきています。グループでマイニングすることで報酬を得やすくなるのですが、グループ全体で報酬を分配するため､一人あたりの報酬額は少なくなってしまいます。
このようにしてマイナーはブロック作成について報酬を受け取るシステムになっています。
マイニングとGOLD
ビットコインは発行上限が約2100万BTCと決まっています。さらに、4年ごとに発行速度が半減するようにも決まっています。つまり、徐々にマイニングしにくくなっていくわけです。
埋蔵量に限りが有り、徐々に採掘が困難になっていく特性が「金（GOLD）」と似ているところからビットコインのブロック作成作業を「マイニング（採掘）」と呼んでいます。
いずれ発行が終了して「掘り尽くされる」事が分かっているのですが、取引手数料が報酬となるため、マイニング自体は継続されると考えられています。
善良なマイナーへの報酬がシステムを安定させる
マイナーへ支払われる報酬は、システムを安定稼働させる仕組みにもなっています。
ビットコインシステムは、マイナー同士の相互検証によって取引の正当性を確保しています。強力な演算能力を有するマイニング集団が現れ、彼らがシステム全体の採掘速度の過半を占有した場合、取引の改ざんが可能になります。これを「51％攻撃」と言います。
システムの採掘速度の過半を占有したマイニング集団は「取引記録を自分たちに有利に改ざんすること」と「他のマイナーを寄せ付けず､新規ブロック作成の報酬を受け取り続けること」が可能になります。
「取引記録を自分たちに有利に改ざんすること」はビットコインシステムの破壊に繋がります。システムの信頼性が揺らげば､ビットコイン自体の価値が下がります。一方、新規ブロック作成を独占し続ければ、自分たちの保有資産の価値が一層上がります。このため、膨大な演算処理能力を持つマイニンググループは、合理的な選択によりシステムを安定稼働させる方向に､その労力を向けると考えられています。
まとめ
ビットコインシステムでは、その送受金の記録をブロックチェーンに書き込む作業のことを「マイニング」と呼び、このマイニングの処理を一番はじめに完了させたマイナーに対して報酬として新規発行したビットコインと取引手数料が支払われます。
ただし、仮想通貨（暗号資産）として一番メジャーなビットコインにおいては、個人でマイニングを行うことは困難で、「マイニングプール」と呼ばれるグループでのマイニングが主流になっている。
ビットコインシステムのルール
ビットコインをはじめとする仮想通貨（暗号資産）のほとんどが、特定の管理者が存在しないシステムであることを前回お話ししました。そんな特定の管理者が居ない状況で、どのようにしてビットコインなどの決済システムを成り立たせているのか、どのような決まり事（ルール）があるのかを説明します。
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不特定多数のマイナーを機能させるには
不特定多数の参加者（マイナー）からなるシステムでは、一般的な組織のようにすべての参加者に規律を守らせることは容易なことではありません。そこで、ビットコインシステムでは一定のルールを設けています。そのルールの取り決めのことを「プロトコル」と呼びます。
1.ユーザーの取引記録を公開する
ビットコインシステムでは、取引記録はすべて公開されます。公開された取引記録は、誰でも閲覧が可能です。そのために、仮に一部の参加者がユーザーの取引を不正に操作し､記録したとしても、どのように不正を働いたかや、どこにビットコインがいってしまったかなどがすぐに確認できます。
ビットコインの取引記録は１つの帳簿（台帳）にまとまられています。その帳簿に、ユーザーの取引記録を参加者が追記していきます。その帳簿がすべて公開されているのです。
取引記録が公開された場合、もっとも問題になるのはユーザーの個人情報ですが、ビットコインシステムでは、取引の際には「暗号化された識別情報」を取得します。この識別情報はユーザーの個人情報とはリンクしていません。帳簿にはその識別情報のみが記載されるため、ユーザーは安全にビットコインシステムを利用できるのです。
この帳簿（台帳）のことを「ブロックチェーン」、「識別情報」は「（ビットコイン）アドレス」と呼びます。
2.善良な参観者には報酬を与える
ただ、世界中に台帳を公開することで不正を「監視」する事は出来ても、特に罰則の内ビットコインシステムでは、不正を「防止」する事が出来ません。不正を行ったとしても罰則が無いため特にデメリットが無く、参加者がビットコインシステムの崩壊を気にせず、特定の人物を狙って通貨の移動を阻止する等と行った不正行為を働く恐れがあります。
その不正の抑止力として、ビットコインシステムでは、「正しい処理をした善良な参加者には報酬を与える」というルールを設けているのです。不正な取引をするよりも「正常にシステムを稼働させた方がメリットがあるというインセンティブが働きます。このインセンティブがビットコインシステムで不正を働かないための抑止力的な効果があるのです。
正しい処理を行った際の参加者への報酬は、「ビットコインシステムからの報酬」と「ユーザーからの報酬」の2種類があります。ビットコインシステムからの報酬は、10分に1回の採掘（マイニング）でもっともシステムの処理に貢献した参加者に与えられる新規発行のビットコインです。ユーザーからの報酬は、取引処理の依頼を行った際に支払われる手数料です。どちらもビットコインで支払われます。
参加者は「報酬としてのビットコインをもらいたい」という動機とともに、報酬はビットコインで受け取るため「もらったビットコインの信用を落として価値を下げたくない」というインセンティブが働くことにより、ビットコインシステムを正常に稼働させるのです。
まとめ
ビットコインシステムの全体の流れをまとめると
- ユーザーの送受金の処理を参加者（マイナー）が行う
- マイナーは採掘（マイニング）によりブロックチェーンに取引記録を書き込む
- ブロックチェーンは世界のどこからでも、誰でも閲覧できる
- 最も処理に貢献したマイナーに報酬が支払われる
このような仕組みによって、ビットコインシステムは特定の管理者がいなくても電子決済システムを稼働させる事が出来るのです。
ビットコイン（BitCoin）の仕組み
前回はビットコインは、サトシナカモトが発表した1つの論文から、興味を持った世界中のエンジニアによって生み出されたということ。ビットコインの取引等は世界中のみんなで管理していると言うことをお話ししました。
今回は、その仕組みについて少しお話しさせていただきます。
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【世界初】管理者不在の決済システム
ビットコインは電子決済システムです。そのビットコインが画期的だったのは、これまでの管理者が存在する決済システムとは異なり、「管理者不在」でシステムが成り立っていることです。
これまでの電子決済システムは、取引を行う者同士の他に、第三者であるその取引を証明するシステムの管理者が必ず存在しました。決済システムの管理運営・維持を行い、ユーザー同士の取引を台帳に記録するのがその役割となります。
銀行振込やクレジットカード、電子マネー、ポイントシステムなど、これまでの決済方法にはすべて電子決済のシステム管理者（銀行・会社など）が存在します。利用者は管理者に手数料を支払うことにより、その決済の正当性を証明してもらうことになります。ユーザーはコストを負担して、決済会社にサービスを提供してもらう形になります。
しかし、ビットコインシステムは、このような管理者などが存在しません。
ビットコインは、そういった「管理者」が存在しなくても決済を可能にした、世界で初めての電子決済システムなのです。仮想通貨（暗号資産）は基本的に、この管理者不在の決済システムで成り立っています。
ビットコインシステムを構成する「ユーザー」と「マイナー」
ビットコインシステムを構成するのは、大きく分けると「ユーザー（決済システムを利用する人）」と「マイナー（その決済のシステムの処理をする人）」に分かれます。
ユーザーは電子決済システムとしてビットコインを利用します。ユーザー間の取引は、リクエストを受けたマイナーによって処理がされます。ユーザーは手数料をマイナーに支払って決済手続きを行ってもらいます。
ビットコインシステムの取引を処理することを「マイニング（採掘）」と呼び、このマイニングを行う人のことを「マイナー」と呼びます。
まとめ
ビットコインをはじめとする仮想通貨（暗号資産）のほとんどは、管理者が不在で電子決済が行われると言うことです。ビットコインが世界で初めてこのシステムを取り入れたと言うことです。
管理者が不在であるために、電子決済を行う際の手数料はわずかですし、全世界どこでもネット環境さえれば行えるので、取引成立までかかる時間が大幅に短縮されました。
さて、次回はビットコインのルールについてお話ししたいと思います。
