「ビットコインは1秒に1.5億テラハッシュしているのに、イーサリアムは1秒に600テラハッシュ程度だ。だからビットコインのほうが25万倍セキュアだ！」

あなたには、この主張のどこが間違っているかわかりますか？

マイニングを伴うProof of Work (PoW)というコンセンサスアルゴリズムを採用している仮想通貨について、その維持 (マイニング)にかかっているエネルギー量を比較したい場合があるかもしれません。しかし、比較したい仮想通貨のマイニングに使用されるアルゴリズムが互いに異なる場合は、秒間ハッシュレートで単純比較することはできません。

そこで、今日は異なるハッシュアルゴリズムを採用するPoW通貨間でハッシュレートを質的に比較するの２つの方法と、それぞれの長所・欠点を紹介します。

先月、Spotlightにもマイニング関連の試算記事を書きましたので、ご関心のある方はぜひ読んでみてください。
【新疆で停電という噂をポワソン回帰分析にかける】
https://spotlight.soy/detail?article_id=4k8r2at6v
ハッシュレートはアルゴリズムによって異なる

冒頭でも述べましたが、PoWを採用している通貨でもチェーンによって異なるハッシュアルゴリズムを使用している場合は単純比較できません。例えば現在のビットコインのハッシュレートは毎秒150エクサハッシュ (1.5億テラハッシュ)で、イーサリアムのハッシュレートは毎秒600テラハッシュと、ビットコインのほうが約25万倍ものハッシュレートを誇っています。

だからといって25万倍セキュアというわけではなく、これはそのまま比較しても意味のない数値です。マイニングの堅牢性にとって重要なのはコストや機材の代替可能性だと考えられています。

したがって異なるアルゴリズムを採用している通貨のマイニングの規模を比較するには少し工夫が必要です。今回はレンタル価格からハッシュあたり金額を割り出す方法と、最新機材のスペックからハッシュあたりエネルギー量を割り出す方法を紹介します。

ちなみに、アルゴリズムによってハードウェアの要件も異なります。例えば1回のハッシュに大量のメモリが必要なもの、1回のハッシュあたり計算量がとても大きくASIC化しにくい複雑なものなどがあり、それぞれに使用されるハードウェアにも特徴があります。なので、比較自体はどうしても簡易的なものとなってしまいますが、今回は「費用」「使用エネルギー量」というPoWの過程で消費されるリソースを比較します。
ハッシュレートの価格から計算

さて、読者の皆様はNiceHashというサイトをご存知でしょうか。NiceHashはハッシュレートをレンタルできるサイトです。ユーザーはマイニング機材を保有する別のユーザーから一定期間のハッシュレートを購入 (レンタル)することができます。

小規模なPoWアルトコインへの51%攻撃によく利用されていましたね。

ハッシュレートを「コスト面」から比較する１つのアプローチとして、NiceHashにおけるハッシュレート価格から求めた「ネットワークのハッシュレートの時価総額」が考えられます。計算は単純で、ハッシュレートの最安価格÷ネットワークのハッシュレートに占める割合です。

この計算方法の欠点として、トークン価格の変動などによってハッシュレート価格が大きく変動するため、相場の低迷期以外はあまり正確な値が出ません。なぜなら設備投資を伴うマイニングは本来は長期投資なのに、レンタルのハッシュレート価格は直近の価格で決まってしまうからです。トークン価格が高騰していれば、マイナーは実際のコストの何倍もの値段で採掘したトークンやハッシュレートを売れてしまいます。

現在これで計算するととんでもないハッシュレート時価総額が出てしまうチェーンがいくつもあります…。

最新鋭の機材と難易度から逆算

では、もう１つの直感的なアプローチとして、ネットワークで観測されたハッシュレートを実現するのに必要な電力を最新機材の電気効率から逆算する方法が考えられます。この方式の利点は観測しているものが価格ではなくハッシュレート (厳密には難易度)であるため、短期的な値段に影響されにくく、より実際のマイニング状況を反映しやすいという点でしょう。ただし、落とし穴もあります。常に最新の機材ばかりが使われているとは限らず、特に価格高騰時には電気効率の劣る旧型機材も稼働されるため、この方式では消費電力量を低く見積もる傾向があると言えます。この点で精度を向上させようと思うと、マイニング機材の二次市場での価格を参照するなどの方法が考えられますが、SHA256はともかく、他のハッシュアルゴリズムに関してそのデータは入手が難しいかもしれません。

HashrateIndexというサイトに、マイニング機材についての価格推移データや、電気効率による採算性などのデータがたくさんあります。https://www.hashrateindex.com/machines/sha256-rig-index

レンタル価格から計算するよりは精度が高いため、基本的にはこの方法が好まれます。最近紹介したお手軽ビットコインノード「Umbrel」の生みの親が、この方法で比較した各PoWチェーンの実質的なハッシュレートの差異を見ることができるサイトを運営しており、ビットコインで二重支払い防止の待ち時間として安心とされる6ブロックと同じ電力量が費やされるのに各チェーンでどれだけの時間がかかるかがわかります。https://howmanyconfs.com/

もちろん前半で述べたように、機材の入手困難性などもハッシュアルゴリズムによって変わるので、電力消費量だけでPoWの堅牢性を比較するのは少し短絡的ですが、マイニングの規模を比較するのには便利かもしれません。