マイニング：よくある質問集

AndGoハードウェア担当 • 2023年07月26日

マイニングに関するよくある質問をまとめています。

51％攻撃とは何か？

51%攻撃とは、特定のユーザーもしくは集団がネットワークの計算力(ハッシュレート)の51%以上を確保して起こす攻撃のことをいいます。計算力の51%以上を持つと、新しいブロックの生成やトランザクションの承認に関して非常に大きな権力を得ることができます。例えば、二重支払いなどの不正なトランザクションを行う能力を得ることが可能になります。

ビットコインのような大規模なネットワークでは51%以上の計算力を持つことは非常に難しいですが、小規模な暗号資産では51%攻撃が現実的になってきます。

ASICとは何か？

ASICはApplication Specific Integrated Circuitの略称で、特定の目的用の集積回路のことです。一般的に電子機器に搭載されている半導体チップのことです。マイニング用途で使うASICはマイニング用の計算に特化した(というかマイニングしかできない)半導体チップということになります。実際にはマイニングはPCに入っているCPUや、本来はグラフィック用の演算をするGPU、カスタマイズできる論理回路であるFPGAなどでも行うことができます。

しかし、マイニングに特化したASICを使うことで遥かに効率的にマイニングができます。ただし、ASICの開発や製造には莫大なコストがかかるので、ASICが使われるようになったのは、それなりの収益が見込まれるようになってからです。

Proof of Workマイニングとは何か？

Proof of Workでは新しいブロックを生成する権利を計算力で競争をします。ビットコインの場合にはブロック全体のハッシュ値が特定の条件を満たすナンスを見つけるという競争をします。世界中で競争をするため、他のユーザーが勝手に遡ってブロックを生成することができず、ブロックチェーンの正当性が確かなものになります。このような仕組みをコンセンサスアルゴリズムといいます。

Proof of Workはエネルギー効率が悪く、スケーラビリティの問題があるため、他にも様々なコンセンサスアルゴリズムが提案されています。代表的なものとしてはProof of Stakeという通貨の所有量に基づいて、ブロックの生成者を選ぶというものがあり、2022年9月よりイーサリウムで採用されています。

下記参考

マイナーはマイニングプールに参加する必要はあるのか？

ビットコインの仕組み上、マイニングによる報酬は本来は約１０分に一度のブロックが生成されるタイミングでしか得ることができません。つまり約１０分一度、全世界でたった１ノードしか報酬を得ることができないことを意味します。これは宝くじに当たるようなもので、非常に低い確率となります。もし、マイニングプールに参加せずに単独でマイニングをした場合、数年間マイニングをし続けているのに、全く利益が得られないということも普通に起こり得ます。

もちろん、運がよくたまたま利益を得られる可能性もあり、その場合には非常に大きな報酬が得られますが、完全に確率の問題でギャンブルのようなものになってしまいます。マイニングプールに参加することで、マイナーで利益を平均化することができるため、安定した利益が得られるようになるという仕組みになっています。

なぜアメリカでマイニングが盛んなのか？

アメリカでマイニングが盛んな理由としては、一番大きな理由として比較的安い電力が得られるという点です。日本では産業用の電力は17~18円ですが、アメリカでは7円程度です。資源が豊富であることや多くの電力会社があり競争があることが理由です。

ヨーロッパなどと比べても非常に安い水準です。中国も電力が安価であるため一時期は盛んにマイニングが行われていましたが、政府によって急な規制がされるなどのリスクがあり、現在は以前ほどは行われていません。

マイニング事業を考える上で重要なプレイヤーや企業は何か？

マイニング事業を考える上で重要なプレイヤーや企業は、以下の通りです。

マイニングハードウェアベンダー

マイニング事業に必要なマイニングマシンを設計・製造・販売しています。

マイニングプールとクラウドマイニング事業者

マイニングプールは、複数のマイニングマシンを集約して、1つのマイニンググループを形成するサービスです。クラウドマイニングでは、マイニング事業者からレンタルされたハッシュパワーを統合して大きなマイニングプールとします。マイニングプールに参加することで、個人マイナーでも定期的な少額報酬を受け取ることができます。

マイニング施設・ファーム運営企業

大規模なマイニング施設を安価な電力が提供される地域や冷涼な地域などに設置し、施設を運用します。大規模であることのメリットを競争力とし、効率的な運営を強みとします。

マイニングソフトウェア事業者

多機能なマイニングソフトウェアなどを提供し、マイニングをサポートします。

取引所

マイニングで得た暗号通貨を売却したり、他の暗号通貨と交換するために、取引所を利用する必要があります。

ウォレット事業者

ウォレットは、暗号通貨を保管するための装置です。マイニングで得た暗号通貨を安全に保管するために、ウォレットを利用します。

法規制当局：例えば日本の場合、金融庁など

暗号通貨は、多くの国で法規制されています。マイニング事業を行うためには、各国の法規制を遵守する必要があります。

以上です。その他にも安価な電力供給やネットワークの安定性も重要であるため、これらのインフラ事業者も重要です。

Proof of WorkとProof of Stakeどちらのほうが安全か？

「Proof of Work (PoW)」と「Proof of Stake (PoS)」は、暗号通貨のコンセンサスアルゴリズムとよばれるものです。

一般的に言って、どんなシステムであったとしても、安全性の定義は難しいです。特に、アルゴリズムそのものの危険性を運用前に完全にチェックすることは困難です。その代わり長期にわたって運用されるシステムの安全性はある程度保証されていると言えるでしょう。

例えば航空機の場合、新型のBoeing 737 MAXについて２件の墜落事故が起きました。事故原因は自動操縦プログラムにあるとされ、修正・検証されたのち、現在は再運用されています。運用開始前の事前検査が十分であったかという問題もありますが、運用開始時点では見えないリスクがあることも事実です。それらは長期の運用の中で明らかになります。逆に言えば、長期運用に耐えられるものは安全であると考えても良いと思われます。そういう点ではPoWの方が運用期間が長いので、PoSと比較して長期的な運用における安全性が高いと言えるかもしれません。PoWは最も古くから存在するコンセンサスメカニズムの一つで、実際の使用環境での安全性がテストされ続けられている分、比較的安全と言えるでしょう。

ただし、どちらが「より安全」というのはいずれにしろ難しいです。PoWとPoSを比較する場合には、安全性単独ではなく、それぞれの長所と短所を考慮して評価する必要があります。

マイニング事業への投資のメリット、デメリットは何か？

マイニング事業とは、暗号通貨のトランザクションを検証し、新たなブロックをチェーンに追加することを通じて、報酬を得るというビジネスです。

まず主なメリットには次のようなものがあります。

（価格上昇時の高収益性）仮想通貨の価格が上昇トレンドでは、マイニングより得られる暗号通貨の価値が高まっていくことで、より高い収益を得ることができます。

（テクノロジーへの投資）マイニングはブロックチェーンネットワークのセキュリティを支える役割を担っています。マイニングへの投資は、ビットコイン技術の安全性や健全性への貢献も果たします。この分野への技術革新に寄与することができます。

主なデメリットは次のようなものがあります。

（専用機器への投資）マイニングハードウェア、冷却システム、電気設備など、高品質のマイニング専用設備への初期投資が必要です。半導体不足による価格高騰などは専用機器の価格に影響します。また、新しいマイニング技術の登場などによって、既存のマイニング設備が古くなるか、または不要になる可能性もあります。さらに、マイニングの難易度は時間とともに上昇するため、競合他社と戦うためには、より強力で効率的なハードウェアが必要となります。

（電力コスト） マイニングは大量の電力を消費します。電気料金が高い地域では、マイニングの収益性が大きく低下する可能性があります。

（価格の変動） 暗号通貨の価格は非常に変動が激しいため、マイニングで得た報酬の価値も急激に変わる可能性があります。

日本でマイニングをするのは現実的ではないか？

日本でマイニングをするのが現実的ではない最も大きな理由としては電力コストが高いことが挙げられます。日本の電力は外国と比べると電圧や周波数の安定性が圧倒的に高く、停電の頻度や回数も少ないのですが、料金も高めに設定されています。多くの資源を輸入に頼っていることも料金が高い理由です。

また、夏場は気温も上がるためマイニングマシンを冷却するためのコストがかかることも理由となります。

マイニングの中央集権化にはどのような問題があるか？

マイニングがマイニングプールのように中央集権化されていくと、いくつか問題が生じます。まずは技術的な大きな問題として、51%攻撃が仕掛けられる可能性が高まります。すると二重支払いや不正なトランザクションの生成を行うことができてしまいます。ブロックに含めるトランザクションはマイナーが選ぶため、特定のトランザクションが優先したり、棄却したりといったこともできてしまいます。

また、ビットコインのルールを決めているのもマイナーです。ビットコインに関する新しいルールが提案されたときには、マイナーはそのルールを反映したブロックを生成します。他のマイナーが生成したそのブロックを元に次のブロックを生成すれば、ルールに賛成したという意思表示となります。マイニングが中央集権化されると一部の人々の意志がより反映されやすくなってしまうため、民主的な決定がなされなくなる可能性がでてきます。

さらに中央集権化されると政府から規制されるなどの影響を与えやすくなるしやすくなるという懸念もあります。ビットコインの仕組みにも介入されるリスクも高くなるでしょう。

アメリカや中国の政府がマイニングを禁止したらビットコインは崩壊しますか？

実際に、中国政府はマイニングに対する規制を強化してきました。現在、ハッシュレートベースで最もマイニングがされているのはアメリカです。一部の国がマイニングを規制したからといって、マイナーが他の国に移るだけですので、ビットコインの仕組みそのものは崩壊しません。

例えば、今日からアメリカが全ての州でマイニングを規制したとしても、新しいスタンダードで競争がされるだけですので、誰もマイニングしても利益が得られなくなってしまうようなことは起きません。

マイニングマシンが古くなると聞きましたがなぜでしょうか？

パソコンやスマホと同様、マイニングマシンは次々tに新しいものが開発されハッシュレートや電力効率が改善されています。一度購入したマイニングマシンは、故障しない限りは、ハッシュレートが勝手に低下することはありません。

しかし、マイナーの数や各マイナーのハッシュレートによって難易度が徐々に高くなっているため、年々、得られる報酬が小さくなっていきます。十分な報酬が得られなくなったときがマイニングマシンをリプレースする時期であると言えます。決してマイニングマシンそのものが古くなって性能が悪くなっているわけではありません。

マイニングの難易度はどのように調整されますか？

マイニングの難易度は1ブロックの生成速度が10分になるように難易度が調整されています。ビットコインの場合には2016ブロックごとに1度、約２週間に一度難易度が見直されます。これは誰かが調整しているわけではなく、それぞれのマイナーがブロックの生成速度を監視し、ブロックの生成速度が10分よりも早ければ難易度を高くし、遅ければ難易度を低くするというようなことを行います。

自分で難易度を設定できるので、一見、不正な難易度に設定することもできてしまいそうです。しかし、不正な難易度でマイニングを行って生成したブロックは他のノードから無視されるので、そのような悪いことはできないようになっています。

マイニングマシンの選び方を教えてください。

投資目的でマイニングをするのであればASIC搭載のマイニングマシンを選定することに鳴ります。まずは大前提として、ビットコインであればSHA256のハッシュ計算ができるマイニングマシンである必要があります。様々な種類のものが販売されていますが、消費電力量あたり可能なハッシュ計算回数で比較することができます。製品仕様にはハッシュレートが○○TH/sのように表されていますので、これを消費電力で割り算することで、消費電力量あたりのハッシュ計算回数を算出することができます。この値が大きければ大きいほど、電力コストあたりに得られる報酬が大きくなります。

その他、考慮することとして、本当にそのハッシュレートが出るかどうかが重要です。特に、発熱が大きくなると計算のエラーが起こりやすくなり仕様通りのハッシュレートが得られない可能性があります。場合によってはマイニングマシン自体が熱暴走したり故障したりすることもありえます。このあたりは他のユーザーの意見を聞かなければわからない情報です。

マイニングに参加したいのですが、まずは何をしたら良いですか？

マイニングに参加したい理由にもよりますが、投資目的であればマイニングマシンの運用サービスを利用することができます。マイニングマシンの設置や、電力コストが安い国でのマイニングや、保守などをしてくれます。もちろん、ご自身で安価に発電できる設備を持っていれば、マイニングマシンを購入することもできます。

もし、技術的なことを学んでみたいという目的であれば、フルノードを立ててみることが良いでしょう。パソコンにBitcoin Coreをインストール(https://bitcoin.org/ja/download)してノードの運用とマイニングをします。完全にオープンソースな世界に飛び込むことになります。もちろん特殊なハードウェアやサービスへの契約が不要です。ただし、現在はマイニングの競争率は非常に高いため、1ブロック分のマイニングを行うのは奇跡に近く、利益を得られることはほぼ無いでしょう。

マイニングをして収益を得る体験をしてみたいということであれば、マイニングプールに参加するのが手っ取り早いでしょう。マイニングプールにアカウントを作成して、対応するソフトウェアをインストールすればマイニングを始められます。ASICを利用したほうが電力効率が良くなります。ただし、日本国内で電力会社から購入するような電力ではコストが高すぎてマイニングした場合には利益を得ることはできません。

マイニングはエネルギーを使いすぎているという批判意見がありますが実際にはどうでしょうか？

マイニングとエネルギーの問題については賛否両論があります。実際にマイニングは世界の電力の0.2%を消費していると言われています。これだけ堅牢でグローバルかつオープンな価値交換手段に対するエネルギー消費量として妥当であるかどうかということころが論点でしょう。現在、銀行やクレジットカード会社は非常に複雑なコンピュータシステムによって資産管理や決済処理を行っています。ビットコインはこれらを置き換える可能性があるシステムであると言えます。

またマイニングは地理的に分散して行うことができるため、再生可能エネルギーのロードバランスを調整するような使い方もできるという考え方もあります。

その一方でProof of Workは競争が激化しており、計算そのものはハッシュ計算に費やされているため非効率であるという見方もできます。

マイニングにはどのようなハードウェアが必要ですか？

マイニングを行うためには専用のハードウェアが必要というイメージがありますが、実際にはパソコンが一台あればマイニングに参加することができます。実際にビットコインの黎明期にはパソコンのCPUが使われていました。原理上、ハッシュ計算ができればどのような計算機でもマイニングはできます。スマートフォンでもマイニングは行えます。

下記参考