ブロックチェーン入門: マイニング、ハッシュレート、ビットコインの価格

コンピューティング能力は、デジタル通貨エコシステムにおいて重要な役割を果たします。

ビットコインなどのプルーフ・オブ・ワーク（POW）コンセンサスアルゴリズムを使用する暗号通貨の場合、ハッシュレートが高いほど、51% 攻撃などのネットワークの脅威に抵抗する能力が強くなります。計算能力はデジタル通貨のマイニングにも影響し、ビットコインの価格とも密接に関係しています。

重要なポイント:

• ビットコインの計算能力とは、BTC ネットワーク内ですべてのマイナーが協力して難しい数学的問題を解決する速度を指します。

• ハッシュ/秒 (H/s) は、計算能力を測定するために使用されます。 2009年にビットコインが誕生して以来、この指数は飛躍的に成長しました。

• ビットコインのハッシュレートは、51% 攻撃に対する防御において重要な役割を果たします。ネットワークのハッシュレートが高いほど、ハッカーがエコシステムを乗っ取ることが難しくなるためです。

• ハッシュレートが高くなるほど、マイナーが PoW ネットワークでブロックを生成することが難しくなり、逆もまた同様です。

• ビットコインの半減期により、短期的にはハッシュレートが低下する可能性がありますが、長期的には、より多くのマイナーがネットワークに参加して競争が激化するため、ハッシュレートが上昇する可能性があります。

• 過去のデータによると、BTC の計算能力と価格の間には高い正の相関関係があります。

• ただし、弱気相場が長期化すると、2 つの変数間の相関関係がマイナスに転じる可能性があります。

「ハッシュレート」とは何ですか？ビットコインにとってそれは何を意味しますか？

プルーフ・オブ・ワーク (PoW) コンセンサス アルゴリズムを使用するブロックチェーン ネットワークでは、マイナーはコンピューティング能力を使用して複雑な数学的問題を解決し、トランザクションを検証して分散型台帳に新しいブロックを追加する必要があります。

ハッシュレート (ハッシュパワーまたはハッシュレートとも呼ばれる) は、マイナーのマイニング機器が難しい数学的問題を解くことができる速度を指します。

デジタル通貨の総計算能力は、デジタル資産ネットワークに接続されたすべてのマイニング デバイスの計算能力の合計です。

PoW ネットワークで新しいブロックを生成するときにマイナーが解決する必要がある数学的な問題は、ハッシュとも呼ばれます。同じ理由で、計算能力を定量化する最も基本的な単位は、1 秒あたりのハッシュ数 (H/s) です。

この定量化はビットコインの初期の頃にはうまく機能していましたが、BTC ネットワークは過去 11 年間で大幅に成長しました。

この期間中、マイニング技術は急速に発展し、高性能な特定用途向け集積回路（ASIC）機器がビットコインマイニングの主流となり、BTCコミュニティでは計算能力を定量化する新しい単位も導入されました。

現在、テラハッシュ/秒 (TH/s) が計算能力の標準単位です。次のハッシュレート単位は参考用です。

• 1 ハッシュ/秒 (1 H/s)

• 1秒あたり1000ハッシュ（1 kH/s）= 1,000 H/s

• 1 秒あたり 100 万ハッシュ (1 MH/s) = 100 万 H/s

• 1秒あたり10億ハッシュ（1GH/秒）= 10億H/秒

• 1 秒あたり 1 兆ハッシュ (1 TH/s) = 1 兆 H/s

• 1 秒あたり 1 兆ハッシュ (1 PH/s) = 1 千兆 H/s

• 1 秒あたり 100 万京ハッシュ (1 EH/s) = 1 京 H/s

電力に関して言えば、大きい単位から小さい単位に変換するのは、大きい単位の値に 1,000 を掛けるだけです (例: 10 TH/s x 1,000 = 10,000 GH/s)。

コンピューティング能力とセキュリティ

ビットコイン ネットワークの総合的な計算能力は、デジタル通貨エコシステムの多くの側面に影響を及ぼします。

これをよりよく理解するために、まず、プルーフ・オブ・ワーク・ネットワークにおけるコンピューティング能力の主な機能であるセキュリティについて説明しましょう。

マイナーは、PoW エコシステム内の複雑な数学パズルを解く計算能力を活用して、チェーンに新しいブロックを追加する必要があります。

サイバー犯罪者がビットコイン ネットワークを乗っ取ろうとする場合、51% 攻撃を成功させるには、BTC エコシステム全体の計算能力の 51% 以上の計算能力を持つマイニング機器を購入する必要があります。

したがって、デジタル通貨ネットワークを乗っ取るには、攻撃者は多額の投資を行う必要があります。ハッシュレートが低い場合、必要な投資が少なくなるため、悪意のある者が成功する可能性が高くなります。

ビットコインのような主流のデジタル通貨では、ネットワークのセキュリティを保護するために何百万ものマイニングデバイスが継続的に稼働しており、ハッカーグループが 51% 攻撃を成功させるために必要な計算能力を持つことはほぼ不可能です。

ビットコインネットワークに対する51%攻撃のコスト（例）

本稿執筆時点では、ビットコイン ネットワークの合計ハッシュレートは 111 EH/s です。

したがって、攻撃者が 51% 攻撃を開始してネットワークを乗っ取るには、少なくとも 116 EH/s の計算能力が必要です。

ハッカーが同じマイニング装置を使用すると仮定すると、価格は 1,636 ドル、ハッシュレートは 70 TH/s になります。

攻撃者は 1,657,143,000,000 個の機器を購入し、27 億 1,000 万ドル以上を費やすことになります。

これにはハッカーからの多額の初期投資が必要ですが、その金額はマイニング機器を稼働させるための電気代をカバーするのにさえ十分ではありません。すべての機器の 1 時間あたりの運用コストは 464,000 米ドルです (電力 2.8 kW、コスト 1 キロワット時あたり 0.1 米ドルに基づく)。

悪意のある者がビットコイン ネットワークを 1 週間制御しようとした場合、51% 攻撃の総コストは 7,800 万ドルに増加します。

ビットコインネットワークに対する51%攻撃のコスト（例）

本稿執筆時点では、ビットコイン ネットワークの合計ハッシュレートは 111 EH/s です。

したがって、攻撃者が 51% 攻撃を開始してネットワークを乗っ取るには、少なくとも 116 EH/s の計算能力が必要です。

ハッカーが同じマイニング装置を使用すると仮定すると、価格は 1,636 ドル、ハッシュレートは 70 TH/s になります。

攻撃者は 1,657,143,000,000 個の機器を購入し、27 億 1,000 万ドル以上を費やすことになります。

これにはハッカーからの多額の初期投資が必要ですが、その金額はマイニング機器を稼働させるための電気代をカバーするのにさえ十分ではありません。すべての機器の 1 時間あたりの運用コストは 464,000 米ドルです (電力 2.8 kW、コスト 1 キロワット時あたり 0.1 米ドルに基づく)。

悪意のある者がビットコイン ネットワークを 1 週間制御しようとした場合、51% 攻撃の総コストは 7,800 万ドルに増加します。

コンピューティング能力はビットコインのマイニングにどのような影響を与えますか?

ビットコインは PoW コンセンサス アルゴリズムを使用しており、マイナーは新しいブロックを生成するために互いに競争し、ブロック報酬を獲得するよう努める必要があります。

BTC ネットワークでは、新しいブロックを生成するのに約 10 分かかります。

ブロック生成時間を 10 分に維持するために、ビットコイン ネットワークは、約 2 週間かかる 2016 ブロックごとにマイニングの難易度を調整する自己調整メカニズムを採用しています。

エコシステム全体の計算能力が増加すると、ビットコイン ネットワークはマイナーが新しいブロックを見つける難易度を上げ、新しいブロックを生成する時間を約 10 分に維持します。

したがって、ネットワークの総計算能力がビットコインのマイニングの難易度に大きな影響を与えると言っても過言ではありません。

ビットコインの価格はコンピューティング能力と相関関係がありますか?

ビットコインの計算能力とデジタル通貨の価格の関係は、デジタル資産分野ではしばらく前から話題になっています。

関連性101:

ビットコインの価格と計算能力の相関係数が 1 の場合、それらは常に同じ傾向を維持することを意味します。

相関係数が高いほど、2 つの変数の関係が近くなり、逆もまた同様です (たとえば、相関係数が 0 の場合、BTC の計算能力と価格はまったく無関係であることを意味します)。

2 つの変数の間に負の相関関係が存在する可能性もあります。相関係数が -1 の場合、ビットコインの価格とハッシュレートの間には強い相関関係があるものの、両者は反対方向に動いていることを示します。

Cointelegraph のデータによると、ビットコインのハッシュレートと価格の間には確かに高い相関関係があり、相関係数は 2016 年には 86.2%、2017 年には 91.5% でした。

デジタル資産の価格とネットワークハッシュレートは2016年と2017年に同じ方向に動いたが、2018年の弱気相場では相関関係がマイナス（-66.2%）に転じた。

しかし、2019年の「暗号通貨の冬」の終了後、BTCのハッシュレートと価格の相関関係は再びプラスとなり、年間相関係数は59.5%となった。

データによれば、ビットコインの価格とネットワークの計算能力の間には通常、高い正の相関関係があるようです。しかし、弱気相場が長期化すれば、相関関係は急速にマイナスに転じる可能性があります。

ビットコインの半減期がBTCの計算能力に与える影響

2020 年 5 月に半減期が迫っているため、ビットコインの半減期とそれが BTC のハッシュレートに及ぼす潜在的な影響について話すことが重要です。

4年ごとにブロック報酬が50%削減されるビットコインの半減期は、デジタル通貨エコシステムにおける大きなイベントです。

現在、数学パズルを解いて BTC チェーンに新しいブロックを追加したマイナーは、12.5 BTC の報酬を受け取ります。今年の半減期後、マイナーは同じ条件で6.25 BTCしか受け取れません。

これは確かにマイナーにとっては悪いニュースです（同じ労力で利益が半分になります）。一部のマイナー、特に利益率の低いマイナーは、業務を停止せざるを得なくなり、短期的にはビットコイン ネットワークの計算能力が低下することになります。

しかし、これまでずっと、ビットコインの半減期は強気相場の強力な原動力となってきた。これが再び起こると仮定すると、価格上昇から利益を得て競争の低下を利用しようとして、より多くのマイナーがネットワークに参加することになるだろう。

したがって、ビットコインの半減期は短期的にはハッシュレートにマイナスの影響を与えますが、長期的にはハッシュレートの増加につながる可能性があります。

ビットコインの歴史的なハッシュレートの簡単な紹介

2009年にサトシ・ナカモトがビットコインを開発した後、少数のデジタル通貨愛好家だけがマイナーとしてネットワークを維持してきました。

当時、デジタル通貨分野には ASIC マイナーは存在しませんでした。したがって、マイナーは通常のコンピューター ハードウェアを使用してビットコイン ネットワークを維持します。

BTC ネットワークの合計ハッシュレートが 10 MH/s を超えたのは 2010 年初頭になってからで、これは今日の 150 ドルの GPU のハッシュレートとほぼ同等です。

人々がビットコインを受け入れ始め、悪名高いMt.Goxデジタル通貨取引所がオンラインになったことで、BTCのネットワーク計算能力は2010年に飛躍的に成長し、年末までに117GH/sに達し、デジタル通貨の計算能力は1年で11,700倍に増加しました。

時折の低下はあるものの、デジタル資産のハッシュレートは、2012 年 11 月 28 日に最初のビットコイン半減期が起こるまで成長を続けました。

ブロック報酬が50%減少したため、一部のマイナーが稼働を継続できなくなり、BTCのハッシュレートは約3週間で27TH/sから18TH/sに低下しました。

短期的な低下にもかかわらず、ビットコインネットワークの計算能力は成長し続けています。最初の暴落は2018年11月、市場のピーク時に起こり、弱気相場が定着し、デジタル資産の価格が3,100ドルまで下落した。

その結果、マイナーたちは弱気市場で生き残るのに苦労し、多数のマイナーがビットコインネットワークから撤退しました。わずか 30 日間で、BTC ハッシュレートは 60 EH/s から 34 EH/s に低下しました。

2019 年 3 月までにハッシュレートは安定し始め、50 EH/s に達し、年末までに徐々に 100 EH/s 近くまで増加しました。

2020年、BTCの計算能力は成長を続けました。しかし、新型コロナウイルス感染症の影響からか、コンピューティングパワーは3月上旬に上昇傾向が止まり、3月5日の133 EH/sから3月20日の85 EH/sに低下した。

しかし、3月20日に最低値を記録した後、BTCのハッシュレートは大幅に回復し、今日現在では111 EH/sまで上昇しています。

ビットコインマイニングプールの計算能力配分

ビットコイン ネットワークでブロックを正常に生成することは宝くじに当たるようなものなので、マイナーは当選確率を上げるために、ブロック報酬を得る可能性を高めるマイニング プールを設定します。

したがって、BTC ネットワークは基本的に大規模なマイニング プールに分割されており、上位 4 つのマイニング プールが総計算能力の 65.6% を占めています。

BTC.com によると、独立した（または未知の）マイナーは総ハッシュレートのわずか 0.4% を占めるだけです。

ハッシュレート: ビットコインエコシステムの重要な構成要素

ビットコインのような PoW ブロックチェーンでは、コンピューティング能力がエコシステムにおいて重要な役割を果たします。

エコシステム内のハッシュパワーが高ければ高いほど、ネットワークを 51% 攻撃から保護する能力が高まります。

過去のデータによれば、ビットコインの価格と計算能力の間には通常、高い正の相関関係があることがわかります。

しかし、同じデータは、弱気相場が長期化すると、2つの変数の相関関係がマイナスに転じる可能性があることを示唆しており、これはBTCのハッシュレートと価値が反対方向に動くことを意味する。