ビットコインマイニング

##ビットコインマイニングとは何ですか？

ビットコインマイニングは、パズルを解くことによって新しいビットコインを作成するプロセスです。これは、数学パズルを解くために競合する特殊なチップを備えたコンピューティングシステムで構成されています。パズルを解く最初のビットコインマイナー（これらのシステムと呼ばれる）はビットコインで報われます。マイニングプロセスはまた、暗号通貨のネットワーク上のトランザクションを確認し、それらを信頼できるものにします。

ビットコインが発売されてからしばらくの間、通常の中央処理装置（CPU）を搭載したデスクトップコンピューターでマイニングされました。しかし、プロセスは非常に遅かった。現在、暗号通貨は、多くの地域に広がる大規模なマイニングプールを使用して生成されています。ビットコインマイナーは、暗号通貨をマイニングするために大量の電力を消費するマイニングシステムを集約します。

化石燃料を使用して電気が生成される地域では、ビットコインマイニングは環境に有害であると考えられています。その結果、多くのビットコインマイナーは、気候変動に対するビットコインの影響を減らすために、再生可能なエネルギー源のある場所に事業を移しました。

金が大きな道具や機械を使って地球から採掘されるのと同じように、ビットコインマイニングもデータセンターに似た大きなシステムを使用します。これらのシステムは、ビットコインのアルゴリズムによって生成された数学パズルを解いて、新しいコインを生成します。

計算数学の問題を解決することにより、ビットコインマイナーは、トランザクション情報を検証することにより、暗号通貨のネットワークを信頼できるものにします。 1メガバイト（MB）相当のトランザクション（単一ブロックのサイズ）を検証します。これらのトランザクションは、理論的には1つのトランザクションと同じくらい小さい場合がありますが、各トランザクションが格納するデータの量に応じて、より多くの場合数千になります。ビットコイン取引情報の検証の背後にある考え方は、二重支払いを防ぐことです。印刷された通貨では、偽造が常に問題になります。しかし、一般的に、あなたが店で20ドルを使うとき、その請求書は店員の手にあります。ただし、デジタル通貨の場合は別の話です。

デジタル情報は比較的簡単に複製できるため、ビットコインやその他のデジタル通貨では、消費者がビットコインのコピーを作成して、元の情報を保持したまま別の当事者に送信できるリスクがあります。

ビットコイントランザクションは、ブロックチェーンと呼ばれるデータベースに追加されるブロックに集約されます。ビットコインのネットワークのフルノードは、ブロックチェーンの記録を維持し、そこで発生するトランザクションを検証します。ビットコインマイナーは、ブロックチェーンの履歴全体をダウンロードし、有効なトランザクションをブロックにまとめます。組み立てられたトランザクションのブロックが他のマイナーによって受け入れられ、検証された場合、マイナーはブロック報酬を受け取ります。

ビットコインは2020年5月11日に3度目のマイニング報酬を12.5から6.25に半減しました。

ブロック報酬は、210,000ブロックごと（またはおよそ4年ごと）に半分になります。 2009年は50でしたが、2013年は25に減り、2016年は12.5になりました。ビットコインの最新の半減イベントでは、報酬が6.25に変更されました。

ビットコインマイナーがプロセスに参加するもう1つのインセンティブは、取引手数料です。報酬に加えて、鉱夫はその取引ブロックに含まれるすべての取引から手数料も受け取ります。ビットコインが計画された制限である2100万（約2140と予想される）に達すると、鉱夫はネットワークユーザーが支払うトランザクションを処理するための料金を受け取ります。これらの料金は、鉱夫がまだマイニングしてネットワークを継続するインセンティブを持っていることを保証します。これらの料金をめぐる競争により、イベントの半分が終了した後も料金は低く抑えられるという考え方です。

<！-CC125ED64BDF3CD32EB5F3D9C42AD910->

###ビットコインマイニング数学パズルとは何ですか？

ビットコインマイニングの中心にあるのは、ビットコインの報酬を獲得するためにマイナーが解決することになっている数学パズルです。このパズルはプルーフオブワーク（PoW）と呼ばれ、ビットコインをマイニングするために鉱夫が費やした計算作業への参照です。複雑と呼ばれることもありますが、マイニングパズルは実際にはかなり単純で、当て推量として説明できます。

ビットコインのネットワークの鉱夫は、ハッシュと呼ばれる64桁の16進数を考え出そうとします。これは、ビットコインのPoWアルゴリズムであるSHA256のターゲットハッシュ以下です。鉱夫のシステムは、複数の処理ユニットを積み重ねた形でかなりのブルートフォースを使用し、1秒あたりのメガハッシュ（MH / s）、1秒あたりのギガハッシュ（GH / s）、または1秒あたりのテラハッシュ（TH / s）などのさまざまな速度でハッシュを吐き出します。 ）—単位に応じて、解決策に到達するまで、考えられるすべての64桁の組み合わせを推測します。ハッシュ以下の数を推測するシステムには、ビットコインが与えられます。

プロセスを説明する例を次に示します。あなたが考えて一枚の紙に書き留めた1から100までの数字を推測するように友達に頼んだとしましょう。友達は正確な数を推測する必要はありません。彼らはあなたの数以下の数を推測する最初の人でなければなりません。

19の数字を考えていて、友人が21を思いついた場合、21は19より大きいため、負けます。しかし、誰かが16を推測し、別の友人が18を推測した場合、18は16より19に近いため、後者が勝ちます。非常に簡単な用語ですが、ビットコインマイニングの数学パズルは、64桁の16進数と数千のコンピューティングシステムを除いて、上記と同じ状況です。

###マイニングの難しさは何ですか？

ビットコインマイニングの文献でよく出くわす用語の1つは、マイニングの難しさです。マイニングの難しさは、数学パズルを解いてビットコインを生成することの難しさを指します。マイニングの難易度は、ビットコインが生成される速度に影響します。

採掘の難易度は、2,016ブロックごとまたは約2週間ごとに変化します。後続の難易度は、前のサイクルでの鉱夫の効率によって異なります。また、暗号通貨をマイニングするために展開されるハッシュレートまたはコンピューティングパワーの量が増加するため、ビットコインのネットワークに参加した新しいマイナーの数の影響も受けます。 2013年と2014年には、ビットコインの価格が上昇するにつれて、より多くの鉱夫がネットワークに参加し、トランザクションのブロックを発見する平均時間は10分から9分に減少しました。

しかし、その逆も当てはまります。つまり、解決策を求めて競争する鉱夫が多ければ多いほど、問題はより困難になります。計算能力がネットワークから奪われると、難易度は下向きに調整され、マイニングが容易になります。

2022年3月の採掘の難易度は27.55兆でした。つまり、コンピューターがターゲットを下回るハッシュを生成する可能性は、27.55兆分の1です。これを概観すると、1回の試行で正しいハッシュを選択するよりも、1回の宝くじでパワーボールジャックポットを獲得する可能性が約91,655倍高くなります。

###ビットコインのマイニングの経済学は何ですか？

結局のところ、ビットコインマイニングはビジネスベンチャーです。そのアウトプット（ビットコイン）から生み出される利益は、そのインプットへの投資に依存します。

ビットコインマイニングの主なコストは3つあります。

-**電気：**これは、マイニングシステムを24時間年中無休で稼働させる力です。それはかなりの請求に達する可能性があります。このプロセスが特定の国と同じくらい多くの電力を消費することを考えると、コストはかなり大きくなる可能性があります。

-**マイニングシステム：**人気のある物語とは異なり、デスクトップコンピューターと通常のゲームシステムはビットコインマイニングに適合していないか、効率的ではありません。このプロセスは、そのようなシステムを加熱し、ホームネットワークで帯域幅の問題を引き起こす可能性があります。ビットコインマイニング用にカスタマイズされたマシンである特定用途向け集積チップ（ASIC）システムは、ビットコインマイナーの主要なインフラストラクチャ投資です。このようなマシンの価格帯は、4,000ドルから12,000ドルの範囲です。このように高コストであっても、ASICを搭載した単一のシステムで生成されるビットコインは1つ未満です。ビットコインマイナーは、何千ものASICシステムを24時間年中無休で実行されるマイニングプールに編成して、ハッシュパズルを解くために必要な64桁の16進数を生成します。

-**ネットワークインフラストラクチャ：**ネットワーク速度はビットコインマイニングプロセスに大きな違いはありません。ただし、中断することなく24時間年中無休で利用できるインターネット接続を用意することが重要です。接続には、近くのマイニングプールからの遅延も必要です。専用ネットワークは外部依存を減らし、待ち時間を最小限に抑えます。オフラインにしても、必ずしもトランザクションの同期プロセスが停止するわけではありません。ただし、プロセスに時間がかかり、接続が再開された後にエラーが発生する可能性があります。

これらの3つの入力の合計コストは、鉱夫がベンチャーから利益を生み出すための出力（この場合はビットコインの価格）よりも低くする必要があります。ビットコインの高騰する価格を考えると、独自の暗号通貨を造るというアイデアは魅力的な提案のように聞こえるかもしれません。

ただし、ビットコインの支持者があなたに言っていることにもかかわらず、暗号通貨のマイニングはいかなる種類の趣味でもありません。失敗する可能性が高い高価なベンチャーです。マイニングの難しさのセクションで説明されているように、かなりの費用と労力を費やした後でもビットコインの報酬を獲得できるという保証はありません。ビットコインをマイニングする中小企業を運営するためのマイニングシステムを集約することは、抜け道を提供するかもしれません。しかし、そのようなビジネスでさえ、暗号通貨の不安定な価格に翻弄されています。 2018年のように暗号通貨の価格が暴落した場合、ビットコインマイニングシステムを実行することは不経済になり、小規模のマイナーは廃業を余儀なくされます。 4年ごとに鉱夫に授与されるビットコインの数が減少することで、この活動はさらに魅力的ではなくなります。

ビットコインマイニングの経済学に固有のかなりの困難を考えると、活動は現在、複数の大陸にまたがる事業を行っている大規模なマイニング会社によって支配されています。世界最大のビットコインマイニング会社であるAntPoolは、多くの国でマイニングプールを運営しています。多くのビットコインマイニング会社も公開されていますが、その評価は比較的控えめです。

###ビットコインマイニングプロセスはどのくらいの電力を使用しますか？

ビットコインの短い歴史のほとんどの間、そのマイニングプロセスはエネルギー集約的なプロセスのままでした。それが開始されてから10年後、ビットコインの採掘は中国に集中しました。中国は、電力の大部分を石炭などの化石燃料に依存しています。当然のことながら、ビットコインマイニングの天文学的なエネルギーコストは、排出量の増加を活動のせいにする気候変動活動家の注目を集めています。いくつかの見積もりによると、暗号通貨のマイニングプロセスは国全体と同じくらい多くの電力を消費します。しかし、ビットコインの支持者は、暗号通貨は主に再生可能エネルギー源によって供給されていると主張する研究を発表しました。

これらの研究について覚えておくべきことの1つは、それらがマイニングプールからの推測と自己報告データに基づいているということです。たとえば、2019年のCoinsharesレポートでは、ビットコインマイニングエコシステムの評価に含まれるマイナーの電源に関していくつかの仮定があります。

##ビットコインマイニングの歴史

今日のように、2つの開発がビットコインマイニングの進化と構成に貢献しています。 1つ目は、ビットコイン用のカスタムマイニングマシンの製造です。ビットコインマイニングは本質的に当て推量であるため、別のマイナーの前に正しい答えに到達することは、コンピューターがハッシュを生成できる速度とほぼすべて関係があります。ビットコインの初期には、通常のCPUを搭載したデスクトップコンピューターがビットコインマイニングを支配していました。しかし、アルゴリズムの難易度が時間とともに増加するにつれて、彼らは暗号通貨のネットワーク上のトランザクションを発見するのに長い時間がかかり始めました。いくつかの見積もりによると、CPUを使用して2015年初頭の難易度レベルで有効なブロックを見つけるには、「平均して数十万年」かかるでしょう。

時間が経つにつれて、鉱夫は、グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）としても知られるグラフィックスカードが、マイニングにおいてより効果的で高速であることに気づきました。しかし、彼らは暗号通貨のマイニングに実際には必要とされなかった個々のハードウェアシステムに多くの電力を消費しました。 GPUの一種であるフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）は改善されましたが、GPUと同じ欠点がありました。

現在、マイナーはASICマイナーと呼ばれるカスタムマイニングマシンを使用しています。このマシンには、より高速で効率的なビットコインマイニングのための専用チップが装備されています。それらは数百から数万ドルのどこかにかかる。今日、ビットコインマイニングは非常に競争が激しいため、最新のASICでのみ利益を上げることができます。デスクトップコンピューター、GPU、またはASICの古いモデルを使用する場合、エネルギー消費のコストは実際に生成される収益を上回ります。最新のユニットを自由に使用できる場合でも、1台のコンピューターでマイニングプール（コンピューティング能力を組み合わせてマイニングされたビットコインをそれらの間で分割するマイナーのグループ）と競合するのに十分なことはめったにありません。

ビットコインフォークは、ビットコインマイナーネットワークの構成にも影響を与えています。 16兆分の1のオッズ、スケーリングの難易度、トランザクションを検証するユーザーの大規模なネットワークの間で、トランザクションの1つのブロックが約10分ごとに検証されます。ただし、10分は目標であり、ルールではないことを覚えておくことが重要です。

ビットコインネットワークは現在、1秒あたり4トランザクション弱を処理でき、トランザクションは10分ごとにブロックチェーンに記録されます。比較すると、Visaは1秒あたり約65,000のトランザクションを処理できます。ただし、ビットコインユーザーのネットワークが拡大し続けるにつれて、10分間に行われるトランザクションの数は、最終的には10分間に処理できるトランザクションの数を超えることになります。その時点で、ビットコインプロトコルに変更が加えられない限り、トランザクションの待機時間は開始され、長くなり続けます。

ビットコインプロトコルの中心にあるこの問題は、スケーリングとして知られています。ビットコインマイナーは一般的にスケーリングに対処するために何かをしなければならないことに同意しますが、それを行う方法についてのコンセンサスはあまりありません。スケーリングの問題に対処するために提案された2つの主要なソリューションがあります。開発者は、ビットコインのセカンダリ「オフチェーン」レイヤーを作成して、後でブロックチェーンで検証できるより高速なトランザクションを可能にするか、各ブロックに保存できるトランザクションの数を増やすことを提案しています。ブロックごとに検証するデータが少ないため、最初のソリューションは、鉱夫にとってトランザクションをより速く、より安くします。 2つ目は、ブロックサイズを大きくして、10分ごとにより多くの情報を処理できるようにすることでスケーリングを処理します。

2017年7月、ネットワークのコンピューティング能力の約80％から90％を占めるビットコインマイナーとマイニング会社が、各ブロックの検証に必要なデータ量を削減するプログラムを組み込むことに投票しました。

鉱夫がビットコインプロトコルに追加することを投票したプログラムは、隔離された証人、またはSegWitと呼ばれます。この用語は、分離された、つまり分離された証人の融合であり、ビットコイントランザクションの署名を指します。したがって、分離された監視とは、トランザクション署名をブロックから分離し、それらを拡張ブロックとして添付することを意味します。単一のプログラムをビットコインプロトコルに追加することは、解決策としてはそれほど重要ではないように思われるかもしれませんが、署名データは、トランザクションの各ブロックで処理されるデータの最大65％を占めると推定されています。

1か月も経たないうちに、2017年8月に、鉱夫と開発者のグループがハードフォークを開始し、ビットコインネットワークを離れて、ビットコインと同じコードベースを使用して新しい通貨を作成しました。このグループはスケーリングのソリューションの必要性に同意しましたが、SegWitテクノロジーを採用してもスケーリングの問題に完全に対処できないのではないかと心配しています。

代わりに、各ブロックに保存できるトランザクションの数を増やすという2番目のソリューションを採用しました。結果として得られたビットコインキャッシュと呼ばれる通貨は、検証プロセスを加速して1日あたり約200万トランザクションのパフォーマンスを可能にするために、ブロックサイズを8MBに増やしました。

##結論

ビットコインマイニングは、数学パズルを解くために競合するカスタマイズされたマイニングシステムを使用したエネルギー集約型のプロセスです。最初にパズルを解く鉱夫はビットコインで報われます。ビットコインマイニングプロセスはまた、暗号通貨のネットワーク上のトランザクションを確認し、それらを信頼できるものにします。

暗号通貨の初期には、デスクトップシステムを使用する個々の鉱夫が役割を果たしましたが、ビットコインマイニングエコシステムは、多くの地域に分散したマイニングプールを運営する大企業によって支配されています。ビットコインマイニングも天文学的な量のエネルギーを使用するため、物議を醸しています。気候変動への意識が高まるにつれ、いくつかの鉱夫は、再生可能エネルギー源を使用して電力地域を生産する事業に移行しました。

##ハイライト

-ビットコインマイニングは、環境に優しいとは見なされていないため、論争を呼んでいます。

-ビットコインマイニングは、計算パズルを解くことによって新しいビットコインを作成するプロセスです。

-ビットコインマイニングは、ビットコインが基づいているトランザクションの元帳を維持するために必要です。

-鉱夫は過去数年間で非常に洗練され、複雑な機械を使用して採掘作業をスピードアップしています。

＃＃よくある質問

###ビットコインマイニングとは何ですか？

ビットコインマイニングは、ビットコインを生成するプロセスです。それは、数学パズルを解き、報酬としてビットコインを獲得するために互いに競合するマイニングシステムで構成されています。

###ビットコインマイニングはどのような目的に役立ちますか？

ビットコインマイニングは2つの目的を果たします：-ビットコインを生成します。-暗号通貨のネットワーク上のトランザクションを確認し、それらを信頼できるものにします。

###ビットコインをマイニングする必要がありますか？

ビットコインマイニングは、結果が保証されていない高価な趣味です。高価な機械に投資し、24時間年中無休で稼働させ、高額の電気代を支払う必要があります。それでも、ビットコインを獲得できる保証はありません。

###ビットコインマイニングはグリーンですか？

ビットコインマイニングのエネルギー使用量は、暗号通貨が環境に優しいものではないことの証拠として、気候活動家から批判されています。ビットコインマイニングプロセスは、国全体と同じくらい多くの電力を消費すると推定されています。世界が再生可能エネルギー源に向かってピボットするにつれて、ビットコインマイニングはより環境に優しいものになると期待されています。

###ビットコインマイニングに関連する主なコストは何ですか？

ビットコインマイニングの3つの最大のコストは次のとおりです。-電力-ネットワークインフラストラクチャ-マイニングインフラストラクチャ