BitCoin（ビットコイン）のマイニングとは
BitCoin（ビットコイン）は一定期間ごとに全ての取引記録を取引台帳に追記します。
その追記処理には、ネットワーク上に分散されて保存されている取引台帳のデータと
対象期間に発生した全ての取引データの整合性を取りながら
正確に記録する必要があります。
整合性を取る作業はコンピューターの処理計算によって実現できるのですが、
膨大な計算量が必要です。
そこで、BitCoin（ビットコイン）では、
追記作業に有志のコンピューターのリソースを借りています。
余っているコンピューターの計算能力を借り、
みんなで膨大な計算を行って共有する1つの大きな取引台帳に追記しています。
その取引台帳に記録する作業がマイニングです。
マイニングでは、約10分ごとに一つ生成されるブロックに、
- いつ
- 誰と誰（アドレス）が
- どのくらいの量のビットコイン（BTC）を取引したのか
といった取引データを取引台帳に記録していきます。
世界中の個人や企業がコンピューターのリソースを提供してマイニングに参加して、
記録作業を行ったマイナー（マイニングをする人や企業）に報酬として
新しいBitCoin（ビットコイン）が支払われています。
ハッシュ関数とは
ハッシュ関数という不可逆的な一方向関数を使います。
不可逆的な一方向関数とは、
あらゆる入力値に対して常に同じ固定長の値を返す性質をもつ関数です。
ハッシュ関数によって求められる値はハッシュ値と呼ばれて、
任意の入力値に対してどんな値が返るのか予想ができないというのがこの関数の特徴です。
ハッシュ関数の特徴は以下にまとめました。
②元のデータが少しでも変わると変換後のハッシュが全く異なる値になる。
③原則として元のデータは何でも良い。
よくハッシュが使われる場所にウェブサイトのパスワード保存が挙げられます。
ウェブサービスではパスワードをハッシュ化してデータベースに保存します。
フォームから入力されたパスワードのハッシュ値を取ったものと、
データベースに保存されたパスワードのハッシュ値を比較して、
一致するかを見てパスワードを確認します。
これによってハッシュ化されたパスワードでしかデータベースに保存されないので、
データベースに保存されている数値からパスワードは復元できず、
データベースの内容が漏洩したとしても一定の安全性が保つことができます。
BitCoin（ビットコイン）では
・RIPEMD-160
というハッシュ関数が利用されており、
これらのハッシュ関数を利用してあらゆるところでハッシュ化が行われています。
様々な値を探していく中で、ブロックヘッダー部分のハッシュ値が
特定の条件を満たす場合にマイニング成功となります。
この一連の計算行為が、
鉱山から金を探し当てるほど困難ということからマイニングと名付けられています。
ハッシュレートとは
ハッシュレートとは、BitCoin（ビットコイン）のマイニング速度を表した数値です。
マイニングするコンピューターの計算力などを示す数値として使われていますが、
BitCoin（ビットコイン）の価格を予測する指標としても利用されることがあります。
ハッシュレートは1秒間に計算処理される回数を測っており、
最小単位はHash/sになります。
例えば、ハッシュレートが1Hash/s（H/s）の場合は、
1秒間に1回のハッシュ計算ができることを意味しています。
例えば、ハッシュレートが1Hash/s（H/s）の場合、
1秒間に1回ハッシュ計算ができることを意味しています。
しかし、実際はもっと多くの計算がされています。
- KH/s（キロハッシュ）：1秒間の計算能力が1,000回
- MH/s（メガハッシュ）1秒間の計算能力が100万回
- GH/s（ギガハッシュ）：1秒間の計算能力が10億回
- TH／s（テラハッシュ）：1秒間の計算能力が１兆回
- PH／s（ペタハッシュ）：1秒間の計算能力が1,000兆回
マイニングの上限
マイニングが成功するたびにBitCoin（ビットコイン）が発行されると、
無制限にBitCoin（ビットコイン）が増え続けるので、
インフレによって価値が下がってしまいます。
そうしたインフレを防ぐために
BitCoin（ビットコイン）は2,100万BTCという発行上限が設定されています。
すでにBitCoin（ビットコイン）の発行済み数量は
2021年4月14日時点でなんと発行上限の89%を突破しています。
2030年にはBTCは総発行量の97%になります。
未来の人たちは120年かけて残りの11％を争奪しなければいけなくなるということです。
また、21,000ブロックが生成されるとマイニング報酬が半減する半減期も存在します。
半減期は4年に1度のペースで行われます。
ブロックの生成スピードと半減期などから計算した場合、
BitCoin（ビットコイン）がすべて採掘されるのは2140年頃とみられています。
BitCoin（ビットコイン）は簡単に上限枚数である
2,100万BTCが発行されない仕組みになっています。
今は1BTCは平均で1分半のペースで生成されています。
それが将来は
- 24年後は1BTCを生成するのに1時間
- 40年後は1BTCを生成するのに1日
- 80年後は1BTCを生成するのに3年かかる
最後の1BTCは30年以上かけて争奪することになります。
BitCoin（ビットコイン）は希少性がどんどん高くなっていきます。
すると
②BitCoin（ビットコイン）の1枚あたりの希少性が増す
③BitCoin（ビットコイン）の価格が上がる
ということに繋がっていきます。
コンセンサスアルゴリズムとは
コンセンサスアルゴリズムとは、
- コンセンサス：合意
- アルゴリズム：方法や方式
という組み合わせた言葉になります。直訳すれば合意の方法です。
BitCoin（ビットコイン）などの仮想通貨は、
中央銀行のような発行主体や特定の管理者がいないです。
その代わりに世界中の人々が取引利益を精査して信用が担保される仕組みになっています。
PoW（Proof of Work）とは
BitCoin（ビットコイン）のマイニング作業では、
PoW（Proof of Work）と呼ばれるコンセンサスアルゴリズムが採用されています。
PoWとは最初に承認作業を行ったマイナーに報酬が支払われるという報酬ルールです。
PoWの考え方では、マイナーにブロック生成に必要な数値を見つけるという
単純で膨大な計算が必要な問題が与えられて、
コンピューターの処理によっていち早く見つけた
マイナーに報酬が支払われるようになっています。
PoWによって仕事量とスピードに優れたマイナーだけがブロック生成する権利を獲得でき、
結果としてBitCoin（ビットコイン）の送金スピードや利便性が
向上が図られる仕組みになっています。
マイニングは環境に悪いのか？
BitCoin（ビットコイン）を否定している人の中には、
BitCoin（ビットコイン）のマイニングは電気の消費が大きく環境に悪いと言われます。
しかし、BitCoin（ビットコイン）は銀行よりも40倍ほど環境に優しいです。
以下はマイニングとゴールドの採掘と銀行のシステムの
年間に使用されるエネルギーと年間のコストを比較したものです。
また、エネルギーと年間コストを比較した表では、
金の採掘や銀行のシステムよりも
BitCoin（ビットコイン）のマイニングが良いことがわかります。
というようにBitCoin（ビットコイン）のマイニングは環境にとって、
それほど害があるものではないです。
ハッシュレートとBitCoin（ビットコイン）の関係性について
ハッシュレートとBitCoin（ビットコイン）の関係性についてですが、
非常に価格に影響していることがわかります。
- マイナーが将来のBitCoin（ビットコイン）価格に強気だから
- マイニング速度の向上でBitCoin（ビットコイン）の信頼が高まるから
マイナーが将来のBitCoin（ビットコイン）価格に強気だから
マイニングは高性能な高性能なコンピューターを24時間稼働させて
大量に電気を消費するので多くのコストが掛かります。
そのためマイニング報酬として受け取る
BitCoin（ビットコイン）の価格上場が続くと判断されない限りは、
最新のコンピューターを導入してマイニングするマイナーが増えることはありません。
ですので、ハッシュレートが上昇するということは、
BitCoin（ビットコイン）の価格の上昇に強気の人が多いと判断することができます。
マイニング速度の向上でBitCoin（ビットコイン）の信頼が高まるから
BitCoin（ビットコイン）には管理期間が無いので適正価格が判断しづらいです。
そのためリスクに敏感でハッキングなどが起きるとすぐに価格が下落する傾向があります。
ハッシュレートは価格の心理状況を表しており、
ハッシュレートの上昇はBitCoin（ビットコイン）への信頼が高まり、
価格の上昇へつながる判断材料の1つになります。
マイニングの種類
では具体的にマイニングする方法ですが、3種類のマイニング方法があります。
- ソロマイニング
- プールマイニング
- クラウドマイニング
3種類あるよ
ソロマイニング
ソロマイニングとは自分ひとりでマイニングする方法です。
ソロマイニングは仮想通貨のマイニングに成功すると報酬全てが自分のものにできます。
成功する回数が増えれば一気に報酬が増えることもあります。
しかし、マイニングに成功しなければ、
全く報酬は得られずマイニングによって使う電気代や設備代のコストが嵩みます。
プールマイニング
プールマイニングとは複数のマイニング参加者と協力してマイニングする方法です。
自分のコンピューターの計算能力をインターネット経由で提供して、
提供した仕事量に応じて報酬を受け取ることができます。
マイニングに成功するとプールの管理者が報酬を受け取り、
参加しているマイナーは仕事量に応じて報酬が分配されます。
ソロマイニングに比べてマイニング成功する可能性が高いですし、
安定した報酬を得られやすいです。
しかし、ソロマイニングのように大きな報酬を得るチャンスが少なくなります。
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専門にしている企業にマイニングを任せる方法です。
クラウドマイニングはマイナー企業に出資て報酬を得る方法や
マイニングマシンをレンタルしてマイニングに参加する方法など様々あります。
マイニングに関する知識やスキルが無くても参加することが可能です。
まとめ
今回はBitCoin（ビットコイン）のマイニングについて
初心者にもわかりやすく説明してみました。
仮想通貨においてマイニングは必要不可欠な要素であります。
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