ビットコインにおける『マイニング』&『ハッシュレート』について分かりやすく説明してみる

仮想通貨の採掘（マイニング）とは何か？

ビットコインにおけるマイニングとは、専用のソフトウェアでネットワーク上の仮想通貨のブロックチェーン上の取引が正しいものであるかという検証作業を手伝うことで、その報酬として新規発行されたビットコインを受け取ることができるというシステムです。

なので金などの本当の鉱物とは違い、ビットコインのマイニングはPCを使って行われ、現在のビットコインのマイニングは↓のように工場を作ってそこにマイニングに特化したPCを大量並べて行うことが一般的です。

ビットコインの発行枚数は2100万枚とプログラムによって規定されており2100万枚全部マイニングされれば、そこからはビットコインのやり取りにおいて取引手数料として支払われた分のビットコインがマイニング報酬となります。

ちなみにマイニングの正式名称はPoW（Proof-of-Work/プルーフオブワークス） といい、マイニングというと皆さん『掘る』をイメージすると思いますが、ここでいうマイニングは Proof-of-Work 、つまりビットコインの取引検証作業を手伝うことを意味するのです。

そして、取引確認の処理を複雑な計算問題を解くという形でこなしており、一番早く解いた人にマイニング報酬という形で新しいコインが与えられます。

ちなみに新規発行のコインがなくなった場合は取引手数料としてユーザーが支払ったコインがマイニング報酬として当てられます。ビットコインやその兄弟分であるライトコインやモナコインは、このPoWという方式の取引確認方式をとっていますが、NEMはPoI、リップルはバリデータという方式を取っており、仮想通貨の種類ごとに違います。

投資まとめ

【仮想通貨】PoW・PoI・PoS・PoCの違いについて

https://dmjtmj-stock.com/entry/2017/09/28/184605

最近、いろんな仮想通貨に焦点が集まっていますが、仮想通貨をリサーチするとよく「〇〇はPoSだから～」とか「PoWはオワコン」などといった情報を目にすることが多いです。今回はこのPoWとかPoSとかPoIとは何なのか？そしてそれぞれどういった違いがある...

ビットコインにおけるマイニング

ビットコインのブロックはおよそ10分に1度採掘され、マイナーには1回ボタンを押すとランダムに文字列が表示されるプログラムが支給されています。

イメージとしては前のブロックに計算問題が書かれていて、その答えが新しいブロックには解答として刻まれており、その答えを一番最初に見つけたマイナーが新しいブロックを開けることができ、中に入っている新しいビットコインと格納されている取引の取引手数料をマイニング報酬(新規コイン報酬+手数料報酬)として受けとることができます。

例)

□に当てはまる数字を答えなさい

□×□=121

□=11

そして、この計算問題の解き方のイメージは、答えと思われる文字列や数字を総当たりで入力していくようなものです。この新しいブロックの答えの試行回数は一人一回とかではなく制限はありませんから、1億回でも1兆回でも1京回でも試して構わないのです。つまり、ブロックの採掘とは、クイズを全マイナーによる総当たり早押し連打対決のようなものです。

そして、この回答の連打速度がすなわちハッシュパワーであり、ハッシュパワーが高いマイナーほど（正解を引き当てる確率的に）有利です。なので、ビットコインのマイニング量はハッシュパワーに比例します。

大体この問題は10分で解かれることが一般的なのですが、この「およそ10分」というのはどうやって決定されるのでしょうか？仕組み上、参加者が多かったり飛び抜けて連打速度の速い参加者が混じったりしていれば10分を待たずにどんどん採掘されてしまいそうな気がしますね。

実際その通りなので、採掘時間が10分を切るような状況になるとプログラム自動的に採掘難易度そのものが上がる仕組みがビットコインには導入されています。逆もしかりで採掘に10分以上掛かるようになると採掘難易度は低下します。

採掘難易度の調整は簡単で、解答文字列の桁数を増やしてしまえば良いのです。簡単にドンピシャの確率を下げることができますから、全参加者に要求される連打回数はさらに増えます。

この「桁数≒採掘作業量＝ハッシュレート（採掘難易度/diff）」といいます。こうして、ネットワークの全参加者のハッシュパワーがどれだけあってもブロックの採掘ペースはおよそ10分程度になるように調整されるのです。

ちなみにこの採掘作業量（ハッシュパワー）はPCのグラボ（ビデオカード）の性能に左右されるため、仮想通貨のマイニングブームが来てからは秋葉原のPCショップなどでは、高性能のグラボが品切れになったりする出来事も起こっています。

そして、PCを稼働させる上で掛かるのが電力です。PoWによるマイニングは消費電力がとても大きく先進国の電気代の価格だと採掘したビットコインの価値とマイニングに消費した電力の割が合わないというようなことも起きています。

なのでビットコインのマイニングは物価の安い中国などの発展途上国が非常に有利であり、ビットコインの分裂騒動で有名になったジハン・ウー氏がCEOを務めるBitmain社は中国の山奥にビットコインマイニング専用の工場を持っています。

個人でビットコインのマイニングは可能なのか？

ビットコインを始めとするPoWの仮想通貨は個人でもPCさえあれば、理論上はマイニングすることが可能です。ですが、ビットコインなどの仮想通貨界隈で既に有名な仮想通貨は企業などもマイニングに参加しており、個人だと中々結果はでません・・・。

というか現在はほぼ不可能に近く、最近は「マイニングプール」という形で、個々人が1か所に計算量を預けて、皆で採掘する代わりにその採掘したビットコインの分け前も皆で分けるという方式が主流になっています。

一応モナコインやBitzenyのような「桁数≒採掘作業量＝ハッシュレート（採掘難易度/diff）」が低い通貨であれば、個人のPCでもマイニングすることは可能ですが、逆にそういう通貨は誰も使っていない＝価格も上がらないので、採算が合わず電気代の無駄にしかならないので難しいところです。

ですが、NEMのハーベスト(PoI)やPoSなどの取引検証方式の仮想通貨はコインを一定量購入し専用のウォレットに保管しておくだけで、コインが貰えるものもあります。

マイニングの半減期とは何か？

半減期とは、Pow方式のマイニングに存在するシステムで簡単に言うと、仮想通貨の採掘（マイニング）によってもらえる報酬が半減する時期のことをいいます。半減期の時期はブロック依存しており、現在の採掘ペースだと2020年5/21前後が630000に到達予定になっています。

上述してきたようにビットコインでは、マイニングすることで報酬としてビットコインを得ているマイナー（採掘者）が多くいますが、ビットコインはプログラムにより発行総量が2100万BTCまでという上限が決まっています。（2100万枚全部掘りつくされた場合は取引手数料として消費されたビットコインがマイニング報酬に充てられます。）

マイニングによって、ずっと同じ量のビットコインをマイニング報酬として設定していると、すぐにビットコインを取りつくしてしまって、マイニングでとれるビットコインが枯渇します。

そこで、ビットコインのシステムとしては、ある一定量のビットコインがマイニングで発掘されると、マイニング報酬が一気に半減するような設計になっています。

ビットコインがスタートした2009年時には、50BTCだったマイニング報酬ですが、2013年に最初の半減があり、現在は25BTCとなっています。そしてこのままのペースだと2020年にもう一度半減期を迎える予定となっています。このままのペースだとビットコインの採掘報酬は最終的に2100年にすべてをマイニングされる予定になっています。