概要:プルーフ・オブ・ステークは何ですか?(Aggelos Kiayias)


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Aggelos Kiayias教授は、IOHKの主任科学者であり、エジンバラ大学のサイバーセキュリティ・プライバシー部門の議長を務めています。 研究分野はコンピュータセキュリティ、情報セキュリティ、応用暗号技術、そしてブロックチェーン技術と分散システム、電子投票とセキュアなマルチパーティプロトコル、プライバシーとアイデンティティ管理を特に力点を置いた暗号に関する各種の基盤です。 教授は、ウロボロスとカルダノのために提案されたプルーフ・オブ・ステーク(Proof-of-Stake)アルゴリズム発展の影にあり続けている人物です。 ウロボロスは安全性が証明されています。つまり、数学的に証明されたセキュリティ保証を提供していることです。

Kiayias教授は、この最近のビデオで、Proof-of-Stakeとは何か、プルーフ・オブ・ワーク(Proof-of-Work)とどう異なるのかについて洞察を開示しれています。

決済レイヤーとコンセンサス

  • ウロボロス プロトコルは、カルダノ ブロックチェーンの中核です
  • これは 決済レイヤー です。ユーザーはこのレイヤーに取引が統合され、その出力がネットワークによって受け入れられているかを確認するよう依頼することができます。
  • 決済レイヤーは、暗号通貨で最も重要なコンポーネントの1つです
  • もちろん、単一のサーバーを持ち、決済レイヤーを集中サービスとして実装することは可能です
  • このシステムは機能し、 生存性( liveness を提供します(生存性とは、トランザクションがシステムに受け入れられることを意味します)
  • しかし、この方法には、システムに単一障害点が導入されるという重大な欠点もあります
  • サーバーは、トランザクションの検閲を望む人によってハッキングまたは制御される可能性があるため、システムは事態を掌握している人々の手に完全に委ねられ、これらのアクターはどのトランザクションが含まれるかを制御します
  • このため、暗号通貨にとって 分散化 が非常に重要なのです
  • 分散化では、単一障害点からの信頼を、決済レイヤーと同じサービスを共同で提供する複数のアクターに分配できます
  • これは、 コンセンサス として知られる、コンピュータ科学の古典的な問題を指しています
  • コンピュータ科学分野におけるコンセンサスは、40年以上にわたって研究されています
  • これは、同じ出力を出すため共通の合意に達することを各当事者たちが希望する際に直面する問題を指しています
  • この問題に関する文献はよく理解されていますが、(Bitcoinプロトコルの到着前に)研究されたすべてのソリューションは、同じ欠点を共有しています
  • この欠点は、プロトコルを実行している当事者の一群がお互いを知っており、信頼できるネーミングインフラストラクチャがあることを前提にしていることです
  • これはコンピュータ科学の古典的なシステムにとっては合理的ですが、インターネットが機能している仕組みとしては互換性がありません。世界中で利用可能な信頼できるネーミングインフラストラクチャがないためです

その後、Bitcoinプロトコル登場**

  • 2009年にBitcoinプロトコルが登場しました。これによって、プロトコルを実行している参加者の既存の名前を前提とせずコンセンサスを解決しようと考えることが初めて実現可能になりました
  • これは非常に重要なことです。プロトコルの実行が公開され、基本的にすべての利害関係者が自由にプロトコル実行の一部となり、元帳の完全性に寄与できるようになったためです
  • このようにして、システムの完全性が最大化され、混乱することが極めて困難な決済レイヤーの作成が可能になったのです
  • しかし、Bitcoinプロトコルの大きな失墜もありました。それは、莫大なエネルギーが必要なことでした
  • プロトコルを運用するために、参加者は「作業証明(proof-of-work)」として知られているものを解決する必要があります
  • つまり、この決済レイヤーの実装に参加しているサーバーのそれぞれが、難しい計算上の問題を解決しなければならず、これに多くのエネルギーが必要だということです
  • プロトコルにとって望ましい分散化の資質が供給されている一方で、非常に大きなエネルギーが必要だという欠点も伴っているということです
  • その理由から、Bitcoinコミュニティでは、エネルギーの無駄を取り除きつつも、分散化の質は維持され得るのか、早期から議論されました
  • この間、多くの人々が多くのアイデアを提案しました

Proof-of-Stake(出資の証明)

  • これらの提案のうち、 Proof-of-Stake(PoS)は、仕事の証明に対するニーズととそれに付随するエネルギーの浪費を取り除く、最も顕著で最も説得力のある方法となりました
  • PoSについて、プロトコルを進めるために参加者がすることは、すでに存在し、元帳に記録されている、手持ちのリソースを参照することです
  • この紹介はエネルギー消費を必要としません
  • こうして PoSはBitcoinと同タイプの分散化を可能にできるわけですが、Bitcoinやその他のPoWベースのプロトコルに伴われるエネルギーの無駄は、実際にはありません
  • PoSプロトコルは、今日入手可能なこれらの最先端の暗号化ツールのすべてを活用し、分散型の元帳空間にある他のプロトコルよりも実際に拡張でき参加可能なブロックチェーンプロトコルを提供します
  • これらのPoSプロトコルは暗号ツール(デジタル署名や公開鍵証明書など)に基づいているため、有用なサービスを提供できる暗号プロトコルを使用し、PoSの元帳の上にこれらのプロトコルを非常に自然に構築することができます
  • このように、PoS元帳は非常に多用途な機能性タイプを提供し、電子投票、サプライチェーン・マネジメント、その他数多くの高価値分配型の元帳アプリケーションなど、さまざまなアプリケーションの要件を満たすことができます

ビデオ(英語)はこちら:


2018年8月10日 - カルダノ財団ニュースレター
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