目次

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  1. マイニング(採掘・発掘)って何?
  2. ビットコイン(bitcoin)のマイニング(採掘・発掘)の仕組みの概要
  3. ビットコイン(bitcoin)のマイニング(採掘・発掘)~技術的な仕組みの詳細をわかりやすく図解~
  4. ビットコイン(bitcoin)のマイニング(採掘・発掘方法)~やり方と参加の仕方~
  5. マイニングのまとめ
  6. 参考:コンセンサスアルゴリズムの種類
Large bitcoin mining

ブロックチェーンやビットコインについて調べているとマイニング(採掘)ということばを見かける機会がありませんか。

この記事にたどり着いた方は

『マイニングって何』

『仕組みについてもっと知りたい』

という疑問を解消したい方が多いのではないかと思います。

この記事では、『ビットコインのマイニングの概要と仕組み』についてわかりやすく解説していきます。

それでは、一緒に見ていきましょう。

マイニングとは

  • ブロックチェーンのコンセンサスアルゴリズムによって規定される新規ブロック生成のための一連の作業

  • ビットコインを手に入れる作業

のそれぞれを指すことがあります。

前者はマイニングの広義、後者はビットコインのマイニングのみに当てはまる狭義になります。

コンセンサスアルゴリズムとは合意形成とも呼ばれており、マイニングによって新規作成されたブロックの正当性をブロックチェーンネットワーク参加者で承認する仕組みのことです。

コンセンサスアルゴリズムの中でも有名なのが、ビットコインのPoW(Proof of Work)です。

次の段落から、ビットコインのマイニングについて詳細な解説をしていきますね。

ビットコインのマイニングとは、ある条件を満たしたナンスを見つけるための膨大な計算作業を指します。

ある条件とは、「ブロックデータのハッシュ値が一定以下の数値を示す」というもの。

ナンスとは、ブロックを新規生成する際に必要な数値のことで、膨大な計算によって導き出す必要があります。※詳しい内容は後述しています。

ここで理解しておきたいのが

『そもそも何故計算作業が必要なのか』

『あえて膨大な計算作業にしている理由は何か』

ということです。

下記をご覧ください。

マイニングの役割₋何故計算作業が必要なのか

  1. 取引記録の検証

  2. ビットコインの新規発行

「取引記録の検証」とは、取引記録に改ざんや二重使用がないかどうか確認する作業のこと。

あえて膨大な作業にしている意味

  • 二重支払いの防止

以上が『計算作業』の役割と『あえて膨大にしている』意味です。

これらの理由についてそれぞれ紐解いていきましょう。

ビットコインのマイニングでは、ブロックを生成する前に取引に改ざん二重使用がないことが確認されています。

ただし、これだけでは取引が検証され有効な取引とみなされることはありません

不正がないと判断された取引記録(トランザクション)はブロックに格納され、ブロックチェーンに追加されることで初めて検証されたことになります。

この検証がされなくては、取引はいつまでたっても承認されず、ビットコインでの決済送金ができないといった事態が発生します。

ビットコインのマイニングでは、『不正がないかの確認』『ブロックの生成作業』をすることで、取引の検証を行っているのですね。


参考情報

ビットコインのブロックは約10分毎に生成されるので、その間は取引の承認を待たなくてはなりません。

発行元(中央管理者)が存在しないビットコインでは取引の承認は厳重におこなわれなくてはなりません。

なので、約10分間の時間を設定し、その間に検証と承認をおこなっています。

また、取引は送金手数料の高いものから順にブロックに格納されやすいです。

ビットコインでは、中央管理者が存在しないため、マイナーというビットコインネットワーク参加者によって検証と承認作業が任意で行われています

送金手数料はマイナー(マイニングを行う参加者)の報酬として支払われるので、マイナーが手数料の高い取引から検証しようとするため送金手数料の高いものが優先的にブロックに格納されるのです。


マイニングは発行元(中央機関)の存在しないビットコインの新規発行の役割を果たしています。

ビットコインの新規発行はマイニングによってのみ行われることが、ビットコインのシステム(プロトコル)で規定されています。

中央銀行が担っていた通貨発行の役割を、発行元の存在しないビットコインではマイニングを行う参加者(マイナー)が担っているのですね。

また、次のこともプロトコルで規定されています。

『新規発行されたビットコインはマイニングに成功したマイナーへの報酬として支払われる』

マイニングとは、膨大な計算作業でコストがかかる作業なのですが、報酬がインセンティブとなってマイナーはマイニングを行っているのです。

上図にあるように、仮に改ざんをした場合、その取引が含まれているブロックとそれ以降のブロックも改ざんしなくてはなりません

改ざんの実行には膨大な時間と労力がかかるうえ、10分おきに新規生成されるブロックを上回るペースで改ざんをしなければならず、極めて困難です。

膨大な計算作業を参加者に課すことで、『改ざんや二重使用』などの不正を防止しているのです。

全マイナーのブロック生成(採掘)速度の51%以上を保有しているマイナーは、改ざんをすることができます。

これは『51%問題』と呼ばれています。

『詳しくはこちらの記事をご覧ください』

ここまでで、[『マイニングの概要と役割』を確認していきましたが、マイニングとは「ブロックの新規生成」のことで「取引の検証」「ビットコインの新規発行」の役割を果たしているのがわかりましたね。

では、いよいよビットコインのマイニングの仕組みについて説明していきます。

ナンスの発見作業のことはもちろん、マイニングの一連の流れも解説していきます。

ビットコインのマイニングの仕組みとは上のスライドを見て理解していきましょう。

図を見るとわかるように、マイニングの一連の流れとは

1 トランザクションの選定

2 トランザクションをまとめた未承認ブロックの作成

3 ナンスを探す膨大な計算処理

4 承認されたらブロックをブロックチェーンに追加

というものです。

ビットコインのマイニングとは、『ブロックデータのハッシュ値が一定以下の数値を示すような』ナンスを見つけるための膨大な計算作業ということは確認しましたね。

その具体的な内容を次に見ていきましょう。

前提知識

ハッシュ値とはデータを暗号化(数値化)したもので、『少しでもデータが変わればハッシュ値は変化する』という特徴があります。

あるブロックのハッシュ値が

『1fd93fc637fe5a0a3e94d882fc4983ca44c13fb6d5866db12f5da58bf0b445a7』

『このハッシュ値の値を00000000001以下にする』ナンスを求めよという条件だとします。

ハッシュ値の特徴を活用し、数値やデータを代入していくことでハッシュ値を変化させ、条件を満たすナンスを探していくのです。

  • ハッシュ値+ナンスX≦00000000001 となる『ナンスX』を見つける作業

実際にハッシュ値の一括計算・生成ツール(無料)で試してみるとわかりやすいかもしれません。

このナンスを求める合理的な方法はないので、総当りで代入していくしかありません。

ビットコインのマイニングでは、ナンスを見つけるには約数京(兆の次の単位)回もの計算が必要といわれています。

ここまででマイニングの概要と仕組みを説明してきましたが、読者の中には

『自分もマイニングをしてみたい』

と思っている方もいるかもしれませんね。

次からの段落では、『ビットコインのマイニング方法』について解説していきます。

興味のある方は読み進めてくださいね。

ビットコインのマイニング方法には、個人で行うものと複数人で行うものがあります。

※個人で行うマイニングをソロマイニング、複数人でのマイニングをプールマイニングと呼ぶことがあります。

下記をご覧ください。

マイニングの方法

  1. マイニングツールを使用し1人で行う
  2. マイニングプールに参加
  3. クラウドマイニング会社に投資

それぞれの、代表的なツールや会社の『参加方法』や『注意点』を以下に解説していきます。

有名マイニングツール~Minergate~

Minergateへの参加方法

  1. Minergate HPからツールをダウンロード

  2. アカウントを作成

  3. マイニング開始

以上の流れになります。

最近では、グループでマイニングをおこなう『マイニングプール』をおこなうマイナーが増え、個人でのビットコインマイニングでは採掘競争に勝つことが困難となっています。

また、日本は電気代が高く(※1)、個人でマイニングをしてもそれほど利益がでないという現状があります。

この記事によると、マイニング報酬よりも電気代の方が高く赤字となってしまったようです。

一方で、高額な設備を使用することで利益を上げている方もいます。

詳細な内容を知りたいという方は『マイニング 個人』の記事をご覧ください。

(※1)日本では電気代が高いため、電気代の低い中国や北欧でマイニングが盛んにおこなわれています。

マイニングプールに参加しマイニングをする

マイニングプールとは、複数人で個々のPCのマシンパワーを合わせてマイニングをするグループのことを指します。

マイニングプールに参加するには、マイニングプールのホームページで個人情報登録を行い、専用のソフトをインストールすることが必要です。

自分でお気に入りのマイニングプールを見つけて、マイニングを始めるのがおすすめです。

マイニングプールについてもっと知りたいという方は『こちらの記事』をご覧ください。

クラウドマイニング

クラウドマイニングとは、マイニングを行っている団体に投資をして、投資額に応じたマイニング報酬をもらうことができるというものです。

クラウドマイニングでは、電気代や初期費用が必要ないというメリットがありますが、投資した団体が、実際にはマイニングを行っていないという詐欺も起こっているので注意が必要です。

詳細な内容は『最近注目のクラウドマイニングとは何か?』の記事をご覧ください。

有名なクラウドマイニング投資先~Genesisi Mining~

Genesisi Miningでは、『ビットコイン』『Dash』『イーサリアム』『ライトコイン』『Monero』『Zcash』の6種類の仮想通貨のマイニングコースがあり、それぞれマイニング期間や料金プランを自分で選択することができます。

日本人の初心者でも使いやすいと評判です。

Genesisi Miningの参加方法は以下の通りです。

1.Genesisi Miningの公式HP

2.『今すぐマイニングを始める!』を押し個人情報入力

3.確認メールでアカウント認証をする

この手順後に『マイニングを始める』をクリックし、自分にあったマイニングプランをお選びください。

ここまで読んでいただいた方はビットコインのマイニングの概要と仕組みについては理解できたかのではないでしょうか。

ビットコインのマイニングとはPoWに基づいて行われる膨大な計算処理によるブロックの新規生成でしたね。

このマイニング方法は1番最初に考案されたマイニング方法で、ビットコイン(PoW)のマイニングの欠点を補うために、現在ではさまざまなコンセンサスアルゴリズムに基づくマイニング方法が誕生しています。

ビットコインやブロックチェーンの理解をさらに深めたいという方は

『コンセンサスアルゴリズムの種類』の記事をご覧になり、マイニング方法の違いについて理解するのがおすすめですよ。

代表的なコンセンサスアルゴリズムに関しては以下の通りです。

参考:コンセンサスアルゴリズムの種類(一部)

  • PoW(Proof of Work:プルーフオブワーク):ビットコインで活用
  • PoC(Proof of Consensus:プルーフオブコンセンサス):リップルで活用 (※1)
  • PoS(Proof of Stake:プルーフオブステーク):イーサリアムで活用予定(※2)
  • PoI(Proof of Inportannce:プルーフオブインポータンス):NEM(ネム)で活用(※3)

気になる方は下の記事をご覧ください。 「ブロックチェーンの合意形成₋コンセンサスアルゴリズムとは?」

(※1)リップルとは、XRPという仮想通貨を利用した送金システム

(※2)イーサリアムとは、ユーザが独自に定義した契約(スマートコントラクト)や財産を扱うことができる柔軟性の高いブロックチェーン

(※3)NEMとは、多くの資金を保有する一部の採掘者に報酬が偏らないよう設計された初のブロックチェーン