コンセンサスアルゴリズム

ブロックチェーンにおいて、取引の正当性を検証し、合意を形成する仕組み(例:PoW、PoS)。

コンセンサスアルゴリズム(Consensus Algorithm)とは、

ブロックチェーン上で全ノードが同じ台帳の状態を正しく共有するための仕組みを指します。

ネットワークに「中央管理者」が存在しないため、ノード同士が合意を取る(=コンセンサスを形成する)必要があります。

🔹基本の考え方

ブロックチェーンでは、

多数のノードが同時に取引を検証し、新しいブロックを作ろうとします。

しかし、悪意あるノードや通信の遅延がある中で、

「どのブロックが正しいのか?」を全員で一致させなければなりません。

そのルールを定めるのがコンセンサスアルゴリズムです。

🔹代表的なコンセンサスアルゴリズム

1. Proof of Work(PoW:プルーフ・オブ・ワーク)

使用例:Bitcoin、旧Ethereum

仕組み:
計算競争で最も早くハッシュ値を見つけたノードがブロックを追加。
高い計算力(ハッシュパワー)が必要。

特徴:

高いセキュリティ

電力消費が大きい

処理速度が遅い

2. Proof of Stake(PoS:プルーフ・オブ・ステーク)

使用例:Ethereum(現在)、Cardano、Solana

仕組み:
トークン保有量(ステーク量)と期間に応じてブロック生成権を割り当て。

特徴:

エネルギー効率が高い

トークン保有者がネットワークを支える

中央集権化の懸念(資産が多いほど有利)

3. Delegated Proof of Stake(DPoS:委任型PoS)

使用例:EOS、TRON

仕組み:
トークン保有者が「代表ノード(バリデータ)」を選挙で選ぶ。
代表がブロック生成を担当。

特徴:

高速処理

ガバナンス機能あり

代表集中のリスク

4. Proof of Authority(PoA:プルーフ・オブ・オーソリティ)

使用例:VeChain、Polygon Supernetsなど

仕組み:
信頼された少数の検証者(ノード)がブロック承認を行う。

特徴:

高速・低コスト

企業利用に向く

中央集権性が強い

5. Byzantine Fault Tolerance(BFT系)

使用例:Tendermint(Cosmos)、Hyperledger Fabricなど

仕組み:
一部のノードが不正行為をしても、残りの多数が正しい合意を形成可能。

特徴:

即時確定

高速

小規模ネットワーク向け

🔹コンセンサスアルゴリズムの目的

目的

内容

一貫性の維持

全ノードが同一のブロックを共有

改ざん防止

不正なトランザクションを排除

分散性の確保

中央管理者なしで合意形成

信頼性の担保

悪意あるノードに強い耐性

🔹比較表

アルゴリズム

使用例

長所

短所

PoW

Bitcoin

高セキュリティ

電力消費大

PoS

Ethereum

省エネ・高速

富の集中化

DPoS

EOS

高速・投票制

代表集中

PoA

VeChain

高速・安定

中央集権的

BFT

Cosmos

即時確定

拡張性に限界