ビットコインマイニングとは？
ビットコインマイニングは、新しいブロックが追加され、新しいビットコインが発行される仕組みです。プルーフ・オブ・ワーク、難易度、報酬、プールの仕組みに加え、コストやリスクも解説します。
ビットコインマイニングとは、専用のコンピューターが競い合ってビットコインのブロックチェーンに次の取引ブロックを追加するプロセスのことです。勝者は新たに発行されたビットコインと、そのブロックに含まれる取引手数料を受け取ります。これにより、ビットコインは中央機関なしで支払いを承認し、新しいコインが流通に加わります。
マイニングは「複雑な数学の問題を解くこと」だと誤解されがちです。実際には巨大なくじ引きに近いものです。マシンは毎秒何兆回もの推測を行い、そこで費やされる仕事量こそが、ビットコインの履歴の書き換えを法外に高コストなものにしています。
ビットコインマイニングの仕組みをステップごとに解説
- 1取引を集める。 マイナーはメモリプール（mempool）から未承認の取引を集めます。通常は手数料の高い取引が優先されます。
- 2候補ブロックを作る。 ブロックにはヘッダーが含まれ、そこには直前のブロックへの参照、取引の要約、そしてナンスと呼ばれる変更可能な数値が入っています。
- 3ハッシュ計算を繰り返す。 マイナーはヘッダーをSHA-256ハッシュ関数にかけ、ナンス（やその他のフィールド）を変えて再試行します。これを毎秒数十億回から数兆回繰り返します。
- 4有効なハッシュを見つける。 ハッシュがネットワークのターゲットを下回れば、そのブロックは有効です。見つけるには膨大な労力がかかっても、検証は誰でも一瞬でできます。
- 5ブロードキャストして報酬を得る。 マイナーがブロックを共有し、他のノードが検証すると、ブロックはチェーンの一部になります。ブロック内の最初の取引がマイナーに報酬を支払います。
これがプルーフ・オブ・ワークの核心です。各ブロックは直前のブロックを参照しているため、古い取引を書き換えるには、そのブロックとそれ以降のすべてのブロックの仕事を、ネットワークの他の参加者よりも速くやり直さなければなりません。そのため、多くの承認を経た取引は非常に安全だと考えられています。
難易度：ブロックが約10分ごとに生成される理由
ネットワークに参加するマシンが増えれば、ブロックはより速く見つかるようになります。それを防ぐため、ビットコインは2,016ブロックごと（約2週間）に難易度を再計算します。ブロックの生成が速すぎた場合はターゲットが厳しくなり、遅すぎた場合は緩くなります。
この自動調整によって、ネットワークに向けられる計算能力（ハッシュレート）がどれだけであっても、発行は予測可能なスケジュールに保たれます。
マイニング報酬と半減期
マイナーは2つの方法で報酬を得ます。
| 報酬の種類 | 出どころ | 変化の仕方 |
|---|---|---|
| ブロック補助金 | 新たに発行されるビットコイン | 210,000ブロックごと（約4年）に半減 |
| 取引手数料 | 取引を送信するユーザーが支払う | ブロックスペースへの需要に応じて変動 |
半減期こそが、ビットコインの供給量が2,100万に制限されている理由です。半減期のたびに新規発行量が半分になるため、総量は上限にますますゆっくりと近づいていきます。ビットコインの半減期の解説記事では、そのスケジュールと注目される理由を紹介しています。
マイニング機器とマイニングプール
ビットコインのごく初期には、人々は一般的なコンピューターのプロセッサーでマイニングしていました。その後グラフィックカードが使われるようになり、現在ではネットワークはASIC（特定用途向け集積回路）が主流です。これはSHA-256ハッシュをできるだけ効率よく計算するためだけに作られたマシンです。
1台のマシンではブロックを見つけられないまま非常に長い時間が過ぎることもあるため、ほとんどのマイナーはマイニングプールに参加します。プールのメンバーはハッシュレートを持ち寄り、貢献した仕事量に応じて報酬を分け合います。これにより、予測できないくじ引きが、より安定した収入に変わります。Ravencoinが初めての方は、Ravencoin（RVN）とは何か、その仕組みから読んでみてください。
プールは作業を調整しますが、メンバーのマシンを所有しているわけではありません。それでも、少数の大規模プールがハッシュレートの大部分を占めており、中央集権化への懸念がたびたび指摘されています。
コスト、リスク、批判
マイニングは、薄く変動の大きい利益率で成り立つビジネスです。主な要因は次のとおりです。
- 電気料金：通常、最大の継続的コストです。
- ハードウェアの効率：ハッシュ計算1単位あたりの消費エネルギーで測られます。新しいマシンが登場すると、古いマシンは採算が取れなくなります。
- ビットコイン価格と手数料：収益を決めます。
- ネットワークの難易度：競合するハッシュレートが増えると上昇します。
よくある批判は次のとおりです。
- エネルギー消費。 ビットコインマイニングは大量の電力を消費します。それがどれほど有害かはエネルギー構成に大きく左右され、推計には異論があります。
- 集中。 大規模な産業的事業者や大手プールは、ブロック生成に大きな影響力を持っています。
- 長期的なセキュリティ予算。 補助金が縮小するにつれ、いずれは手数料がセキュリティのコストを賄わなければなりません。それが実現するかどうかは未解決の問題です。
マイニングがビットコインを安全にする理由
マイニングは単にコインを発行する手段ではなく、台帳の改ざんを困難にする仕組みです。承認済みの支払いを覆すには、攻撃者は誠実なネットワークよりも多くの累積仕事量を持つ別のチェーンを作り出す必要があります。そのためには総ハッシュレートの過半数を支配しなければならず（これは51%攻撃と呼ばれるシナリオです）、ハードウェアと電力に莫大な費用を投じる必要があります。
それでも攻撃者は、無からコインを生み出したり、鍵を持たないアドレスからビットコインを奪ったりすることはできません。すべてのノードが独立してルールをチェックしているからです。攻撃者にできるのは、自分自身の最近の取引の順序を入れ替えたり、取り消したりすることです。取引所が大口入金を反映する前に複数の承認を待つのはこのためで、ブロックが1つ追加されるごとに取り消しのコストは大幅に高くなります。
マイニング詐欺に注意
マイニングは不労所得のように聞こえるため、詐欺の格好のテーマになっています。次のようなものには十分注意してください。
- 毎日の固定リターンを約束する「クラウドマイニング」契約。
- バックグラウンドでビットコインをマイニングするとうたうスマホアプリ。
- 通常価格を大きく下回る価格でマシンを販売するハードウェア業者。
クラウドマイニング詐欺のガイドで警告サインを紹介しています。Certified Crypto Marketではリアルタイムのビットコイン価格を確認できますが、正当なマイニングサービスがリターンを保証することはありません。
まとめ
ビットコインマイニングは、電力と専用ハードウェアをネットワークのセキュリティに変えるものです。マイナーは有効なブロックを見つけるために競い合い、難易度は一定のペースを保つよう調整され、報酬は2,100万という上限に向けて固定スケジュールで半減していきます。今日では競争の激しい産業ビジネスです。ハードウェアに投資する前に採算をよく理解し、手軽なマイニング収入をうたう話は危険信号と考えましょう。
よくある質問
ビットコインマイニングは個人にとってまだ利益が出ますか？
電気代、ハードウェアの効率、ビットコイン価格、ネットワークの難易度によって決まり、これらはすべて常に変化しています。現在のマイニングは、専用のASICマシンと安い電力を持つ大規模事業者が主流です。家庭用の電気料金を支払う個人の多くにとって利益を出すのは難しいため、機器を購入する前に慎重に試算してください。
ノートパソコンやスマートフォンでビットコインをマイニングできますか？
技術的にはマイニングソフトを動かすことはできますが、ノートパソコンやスマートフォンは最新のASICマイナーと比べてあまりにも遅いため、意味のある金額を稼げることはほぼ確実にありません。スマートフォンでビットコインをマイニングして本物の報酬が得られるとうたうアプリは、詐欺であるか、広告収入から少額を支払っているだけのことがよくあります。
2,100万BTCがすべて採掘されたらどうなりますか？
ビットコインの発行スケジュールは、数十年かけて2,100万の上限に徐々に近づき、半減期のたびに新規発行量が減っていきます。ブロック補助金が終了すると、マイナーは取引手数料のみで報酬を得ることになると見込まれています。手数料だけで長期的にネットワークの安全を保てるかどうかは、まだ決着のついていない議論です。
ビットコインマイニングは環境に悪いのですか？
マイニングは大量の電力を使うため、よく批判の対象になります。環境への影響はマイナーが使うエネルギー源によって決まり、それは地域によって大きく異なります。支持派は行き場のない電力や余剰電力の活用を挙げる一方、批判派はそのエネルギー消費は正当化しにくいと主張しています。どちらの側も、議論の分かれる推計を根拠にしています。