PoSとアルゴランドのPPoSコンセンサスメカニズムについて

暗号通貨が取引所などからデジタルウォレットに転送されると、トランザクションはブロックチェーンの最新のブロックに追加される。コンセンサスメカニズムとは、すべてのネットワークノードが各ブロックの情報について合意に達する方法を指している。

ビットコインのような多くのブロックチェーンは、プルーフオブワークのコンセンサスメカニズム(PoW)を使用している。安全で分散化されているが、スケーラブルではない。アルゴランドのコンセンサスメカニズムは、フォークを防ぎ、即時の確認を提供することで、この問題を修正するように設計されているのが特徴になっている。

すべてのブロックチェーンと同様に、アルゴランドのトランザクションはブロックにグループ化されている。ただ、ビットコインやその他のプロトコルなど、新しいブロックを提案する十分な計算能力を備えたマイナーでは機能しない。アルゴランドノードは、ランダムチェック機能でランダムに選択される仕組みとなっている。これはPureProofofStake(PPoS)として知られるMicaliによって共同作成されたオープンソースの暗号化技術となっている。

プルーフオブステーク(PoS)は、宝くじのように機能するPPoSコンセンサスメカニズムの前身である。新しいブロックを提案するために選択される確率は、ノードが持つトークンの数によって異なっている。したがって、所有するトークンが多いほど、ブロックチェーンに新しいブロックを送信する可能性が高くなる。その結果として、ノードは問題の暗号通貨のインセンティブを受け取ることになる。

アルゴランドのコンセンサスメカニズムであるPureProofofStake(PPoS)が機能する。ネットワークからランダムなトークンが数秒ごとに選択される。次のブロックを促進する条件を満たした場合、所有者はインセンティブを受け取り、次のブロックを提案する。このプロセスは、4秒ごとに継続的に繰り返される。

Proof-of-Stakeネットワークでは、ブロック内のトランザクションデータを確認するためにバリデータノードがランダムに選択される。

アルゴランドのPPoSコンセンサスメカニズムは、提案と投票からなる2段階のブロック生成プロセスを利用する。

アルゴランド・ネットワークのメンバーは誰でも、ALGOをステーキングし、有効な参加キーを生成して参加ノードになることにより、提案および投票手順に参加できる。1AlGOを保有していれば参加する事ができる。日本円にすると数十円程度であり、誰でも参加できる要件となっている。

参加ノードは別のタイプのアルゴランドネットワークノードによって調整される、リレーノードの方では参加ノード間の通信を容易にし、提案や投票に直接参加しない。

提案フェーズでは、現在のブロックを提案するブロックリーダーが選択される。ブロックリーダーは、アルゴランドの検証可能なランダム関数(VRF)を介して選択される。これはノードをランダムに選択する証明可能なランダムメカニズムであるが、それぞれのステークの相対的なサイズによって重み付けされている。ブロックリーダーは、秘密の参加キーによって秘密裏に割り当てられる仕組みになっている。要するにブロックリーダーだけが、ブロックを提案するために割り当てられていることを知っている。

VRFはブロックリーダーが現在のブロックリーダーとしてのステータスを簡単かつ検証可能に証明できるようにする暗号証明を提供する。悪意のある参加者は、ブロックが実際に提案される前にランダムに指定されたブロックリーダーが誰であるかを知る方法がないため、この方法論は追加のネットワークセキュリティとして貢献する。これにより、ブロックリーダーを標的にしてネットワークを侵害する機会が減るようになっている。

ブロック提案に続いて、現在のブロックで二重支出、過剰支出、またはその他の問題が発生していないことを保証する責任を負う委員会に参加ノードがランダムに選出される投票段階に到達している。クォーラムがすべて問題ないと同意した場合、ブロックはブロックチェーンに追加される。悪意のあるアクティビティが検出された場合、ネットワークは回復モードに入り、ブロックが破棄され、新しいブロックリーダーが選出される。

アルゴランドは、多少物議をかもしているが、スラッシュを使用していない。これは不良ブロックを提案するためにノードのステーク残高を減らすことができないことを意味している。

代わりにネットワークは回復モードに入り続行する。これにより、エラーから迅速に移行することで速度と効率が向上するが、ネットワーク上の不正行為を罰するメカニズムがないため、アルゴランドのブロック生成システムのこの側面を批判する人もいる。

このブロック生成方法では、同じスロットに対して2つのブロックを同時に提案することはできない。ブロックチェーンのフォークが発生することはなく、ブロックが表示されるとすでにコンセンサスが達成されておりユーザーはすぐにそれを信頼できるためネットワーク遅延が大幅に削減される。

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