ビットコイン マイニングとは
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また、プログラマでない人がビットコインのマイニングについて知るために書かれています。プログラマにとって、本記事は物足りないかもしれません。
初めに
19世紀末にカルフォルニアで金が発見され、ゴールドラッシュと呼ばれる時期がありました。
ビットコインについてもビットコインの価値が上昇した時、「マイニングするとビットコインがもらえる」と、かつてのゴールドラッシュを思い出させる時期がありました。
金に相当するものはビットコインらしいが、実際に採掘するわけではないのに、なぜマイニングと呼んでいるのかわからないかもしれません実際に採掘するわけではないのに、なぜマイニングと呼んでいるのかわからないかもしれません。
本記事では、マイニングとは何かについて解説します。主に、以下の疑問にお答えできるようにしたいと思います。
・マイニングとは何でしょうか？
・何をすればビットコインがもらえるのでしょう？
・そもそもなぜ、ビットコインがもらえるように作られたのでしょう？
マイニングとは何か？
サーバーのないシステムでは、誰がサービスを実行するのでしょうか？
サービスを受けたいパソコン（スマホを含む）がサービスを実行すればいいのですが、負荷が多い作業だと負担に耐えられないかもしれません。
ビットコインではブロックを作成し、チェーンにつなぐという負担の大きな作業があります。
ビットコインではコインを金に例え、その負担の大きな作業を採掘（マイニング）と呼びます。
なぜビットコインがもらえるように作られたのか？
マイニングとは何か？で述べた状況の解決策がこの問いの回答になります。
すなわち、「サーバーがないシステムでサービスをやってくれる人への報酬」です。
サーバーの仕事を誰かにやってもらい、報酬をビットコインで支払っているのです。
ナカモトサトシは次のように考えたのかも知れません
どうすれば利用者に作業させることができるだろうか。
やはり報酬だな。
ビットコインを与えることにしよう。
喜んでもらえるならこのプロジェクトは成功だ。（喜んでもらえないようなら失敗だ。）
何をすればビットコインがもらえるのか？
あなたならきっと、「サーバーがやるべき仕事だ。即ち、ブロックチェーンを作る仕事だ。もう少し詳しく言えば、ブロック作ってをチェーンにつなぐ仕事だ。」と思い当たるでしょう。
そうです。
当たりです。
ここまで考えることができれば、「報酬としてもらえるビットコインを金と考え、この仕事を採掘（マイニング）と呼ぶことにした。」と考えが進むでしょう。
これであなたはナカモトサトシになりきることができました。
マイニングとは（マイニングと称して何をやっているのか）
ビットコインの取引データは「AさんがBさんに7.0BTCを送る」という形式です。
下記に分かり易い図がありました。
取引データは10分毎にブロックに詰め込み、改ざんされないように暗号化して、チェーンに繋ぎます。
この暗号化の様子はビットコイン論文発表10周年を記念してスコット・マクラウド氏がこのようにマンガ化しています。
暗号化の仕組み
この暗号化の仕組みは、ビットコイン論文ではブロックから取引データを除いた次の図でナカモトサトシ本人が説明しています。
CryptoNews Japan社のYamada氏によれば、「ハッキングのほとんどは取引所、ウォレット、秘密鍵管理サービスなどの第三者が運営するサービスの問題であり、ビットコイン本体は高い安全性を持っています。」と述べています。
ビットコインがもらえるのは誰？
このブロックの作成とチェーンに繋ぐ作業は、多くの人がビットコインと言う報酬を求めての競争です。
そのため、ほとんど同じ時刻にブロックをチェーンに繋ごうとする人が現れます。
このような事態を避けるため、ナカモトサトシは作業の完了に時間差を付け、2番手以降に諦めてもらう仕組みを組み込みました。
このように考えたのかもしれません。
「くじを引かせて最初に当たりくじを引いた人にしよう。
どんなくじがいいかな？」
このくじを引く作業がPoW（プルーフ・オブ・ワーク）です。
「ある値の先頭数ビットが０（ゼロ）になる値を求める」という計算を最初に終えたパソコンが当選者です。
計算で求めた値は「ナンス」と呼び、計算は難しいが、正しいかどうかの確認は簡単な値なので、当選者を決めやすいです。
その点はルービックキューブに似ています。
誰でも完成したことの確認は簡単なので、競争させると順位を付けやすいです。
なお、ビットコインの価格が上がれば競争者が増え、下がれば競争者が減ることで、バランスが保たれています。
マイニングに関する話題いろいろ
お金のためなら何でもする人が多いからでしょうか、「そこまでやる？」と思われるような話題があります。
ビットコインに投資している人にとっては全てが価格変動の要因であり、敏感にならざるを得ません。
・マイニング専用コンピュータの開発競争
Bitcoinが生まれた2009年当初には、一般的なパソコンのCPUが使われていました。
しかし2010年の終わりからは画像処理用のGPUが使われるようになり、現在では特定のブロックチェーンのアルゴリズムに特化したASICが使われるようになりました。
ナンスを求める計算はいろいろな値を試してみるやりかたで計算します。
だから、画像処理用の多くの点を同時に扱うGPUが、計算を順番に行うCPUより有利だからです。
「専用のプロセッサ（ASIC）を用いたマイニング専用機のシェアは、中国製が9割を占めます。
マイニング専用機は数十万円する高価なものですが、世界最大の電気街、深センの華強北では、なんと仮想通貨マイニングマシンの専門店が登場している。」そうです。
・電気代を節約する工夫
マイニングは電気代のかかる作業です。
そのため、電気代を安くするためにさまざまな工夫がありました。
・電気代の安い中国（四川省や内蒙古）でマイニングを行う
中国は2021年に仮想通貨関連活動を全面禁止したことで、エチオピアに移っているとのことです。
・冷却の必要がない寒冷地でマイニングを行う
2020年末、北極圏のノリリスクで稼働を停止したニッケル工場の近くに、仮想通貨のマイニングファームが作られた。
・半減期
ビットコインのマイニング報酬は約4年ごとに半減させる仕組みです。次の半減期は2024年に予定されており、報酬は6.25BTCから3.125BTCに半減されます。
報酬が減ることでビットコインの価格が上昇することが期待され、市場に影響すること必至です。
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