TL；DR
副題
すべてのブロックチェーンが莫大なエネルギー消費を引き起こすわけではなく、コンセンサスメカニズムはまったくのリソースの無駄であると人々はよく考えています。
主流のコンセンサスメカニズムは Pow と PoS であり、どちらも実装経路がまったく異なりますが、PoW と比較すると、PoS のエネルギー消費は通常約 99% 節約でき、これにより PoS はより環境に優しい選択肢となります。
PoW メカニズムは、コンピューティング能力 (マイニング) を通じてネットワークのセキュリティを保証しますが、大量の電力を消費します。
PoS メカニズムは、プレッジおよびペナルティのメカニズムを通じてネットワークの安定性を維持します。
イーサリアムの PoS コンセンサスへの移行により、エネルギー消費が 99% 以上削減されます。
Polkadot の PoS 共有セキュリティ モデルは、PoW コンセンサス メカニズムに代わるより効率的な代替手段です。
大まかな計算によると、Moonbeam と Polkadot を合わせたエネルギー消費量は、イーサリアムの PoW コンセンサス メカニズムの 0.001% のみを使用することになります。
ほとんどの愛好家が知っているように、ブロックチェーンは、単一のネットワークを形成する複数のコンピューター間で維持および共有されるデータベースです。ブロックチェーンが適切に機能するには、ブロックチェーンを操作する全員が同じデータを参照する必要があります。つまり、ネットワーク上のすべてのコンピューターがチェーン上の各ブロックとその全体的な状態について同意する必要があります。確実にコンセンサス合意に達するために、ブロックチェーンにはコンセンサスメカニズムが必要です。
これらの合意メカニズムをめぐってはかなりの議論があり、主にそれぞれがもたらすエネルギー消費や効率に焦点が当てられています。このエネルギー消費は物理データベースや他の既存のテクノロジーと比較されますが、多くの場合、比較にはまったく含まれず、代わりに廃棄物として直接見なされ、地球規模の持続可能性に悪影響を及ぼします。
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ブロックチェーンの基本とエネルギーに関する誤解
ブロックチェーンについては、すべてのブロックチェーンが気候変動に重大な影響を与えるエネルギー資源の膨大な浪費であるという一般的な誤解があります。実際、消費はコンセンサスメカニズムに依存しています。すべてのブロックチェーンが同じというわけではなく、ほとんどのブロックチェーンは非常に効率的です。また、これらの比較では、分散型データベースに置き換えられたシステムや、消費されたエネルギーを相殺することを考慮することが忘れられることがよくあります。現在、最も一般的なコンセンサス メカニズムは、Proof-of-Work (以下、PoW) と Proof-of-Stake (以下、PoS) の 2 つです。いつもの、PoW と比較して、PoS はエネルギー消費を約 99% 節約できるため、PoS はより環境に優しい選択肢になります。
結論は：
プルーフ・オブ・ワークとプルーフ・オブ・ステーク
Proof of Work (PoW) と Proof of Stake (PoS) は 2 つの主要なタイプのコンセンサス メカニズムです
副題
仕事の証明
仕事の証明
Proof of Work (PoW) メカニズムは長年にわたってテストされ、セキュリティと分散化の実現に効果的であることが証明されています。ビットコインとイーサリアムのブロックチェーンの状態が証明しているように、プルーフ・オブ・ワークは、チェーンを構築および維持するための最も安全な方法であると考えられている優れた実績を持っています。
一般に、proof-of-work は、誰が次のブロックを作成するかを予測することを困難にすることで、ネットワークの安全性を高めるために機能します。つまり、悪意のある個人や組織が不正なブロックを挿入することは非常に困難になります。 Proof of Work では、次のブロックの作成者を選択することにエネルギーのほとんどが費やされます。
マイニングは PoW ネットワークを保護します
このプロセスがマイニングです。これがどのように機能するかというと、チェーンにセキュリティを提供するために、マイナーは常に攻撃者よりも高いレートで「作業」する必要があります。実際には、悪意のある攻撃者よりも優れたパフォーマンスを発揮するには、攻撃者も使用できるためマイナーが効率的なハードウェアを備えている必要があるだけでなく、多くの場合エネルギー消費量が増加するため、より多くのコンピューティング能力も備えている必要があります。最終的に、マイナーのコンピュータは、パズルを解くために攻撃者よりも多くの計算能力を費やしたことを証明する必要があり、これにより、ネットワーク内の悪意のある動作を抑制してネットワークのセキュリティを確保します。
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賭け金の証拠
PoW とは異なり、プルーフ オブ ステーク (PoS) では一般に、個人がネットワークに参加するためのコンピューティング能力の蓄積を競う必要はありません。代わりに、ネットワーク参加者は、チェーン内のブロックを検証できるように資産を担保として差し入れる必要があります。
PoW はシステムへの参加を困難にすることに焦点を当てますが、PoS はシステムを参加するには経済的に不利になるようにすることに焦点を当てます。 PoS が大きく価値が高いほど、攻撃コストも高くなります。
ステーキングにより PoS ネットワークが保護されます
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Polkadot の権利と利益の証明の設計を通じて Moonbeam の効率性を実証する
Polkadot の PoS システムは共有セキュリティ モデルを使用しており、一般的な PoS システムよりも効率的なコンセンサス メカニズムを提供します。 Messari の最近の調査レポートでは、Polkadot のエネルギー消費量が他の PoW および PoS 競合他社よりもはるかに小さいことが確認されました。
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環境への影響を比較する
PoW と PoS にはそれぞれ独自の長所と短所があり、前者が環境に与える影響は、後者をサポートするかどうかに関する議論を上回ることがよくあります。近年、Web ユーザーの数が増加するにつれて、この問題はさらに大きな問題になっています。
幸いなことに、マイニングの環境への影響が学界やメディアでブロックチェーンに対する批判の主な論点となったことで、ますます多くの新旧チームが PoS に依存し始めています。そのようなグループの 1 つがイーサリアム財団で、現在 PoS への移行の最終段階にあり、そのブロックチェーンに対する最も重要な議論は終結しつつあります。以下のグラフに示すように、イーサリアムの PoW コンセンサスのエネルギー消費量が過去 2 年間で劇的に増加しているため、チームの移行は重要な時期に行われています。
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PoW の環境への影響: イーサリアム
イーサリアムはPoWからPoSコンセンサスメカニズムへの移行過程にあります
推定によると、PoW の年間消費量は約 84.4 TWh であり、1 つのイーサリアム トランザクションは YouTube の約 20,000 時間のビデオに相当します。
PoS コンセンサスへの移行により、エネルギー消費が 99% 以上削減されます
Digiconomist は、経済の観点からデジタル プロジェクトやトレンドに関する指標を作成するためのプラットフォームです。学術界とメディアの両方でよく引用される指標がプラットフォームによって公開されており、イーサリアムが年間約 84.4 TWh を消費していることが示されています (執筆時点)。さらに、このプラットフォームは、1 回のイーサリアム取引の炭素排出量は 119.68 キログラムの二酸化炭素に相当すると推定しており、これは YouTube で 19,947 時間のビデオを視聴するか、265,252 回の VISA 取引にほぼ相当します。これらの比較は推定に基づいていますが、これらの数字は PoW が環境に与える多大な影響を反映しています。
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PoS の環境への影響: Moonbeam
Moonbeam が属する Polkadot の PoS 共有セキュリティ モデルは、PoW コンセンサス メカニズムのより効率的な代替手段を提供します。
大まかな計算によると、Moonbeam と Polkadot は合わせて、イーサリアムの PoW コンセンサス メカニズムの 0.001% のみを使用することになります。
PoW と PoS を完全に比較するには、機能しているブロックチェーンからのデータを調べる必要があります。この目的のために、Polkadot 上のイーサリアムと互換性のあるスマート コントラクト パラレル チェーンである Moonbeam を計算しました。 Polkadot は並列チェーン共有セキュリティ システムを提供するため、Moonbeam は通常の PoS よりもはるかに少ないエネルギーを消費します。したがって、Polkadot と Moonbeam の総エネルギー消費量を大幅に過大評価しました。
Polkadot は、ネットワークへの参加を希望するプロジェクトに独自の価値提案を提供します。チームは、「マイナー」から別のネットワークを維持するためにエネルギーとリソースを費やすのではなく、パラチェーン スロットをレンタルし、バリデーターによって保護された Polkadot リレー チェーンに接続できます。これらのバリデーターは DOT を誓約し、2 つの主な機能を実行します。ブロック内のパラレル チェーン コレクターによって提供される情報を検証し、PoS コンセンサス メカニズムに参加してリレー チェーンのブロックを生成し、エコシステム システムのすべての参加者に共有セキュリティを提供します。 。
Moonbeam は、Polkadot のパラチェーンとして、Polkadot リレー チェーンに依存してセキュリティを提供し、ネットワークがどのように最新であるかをバリデーターに伝えるためのいくつかの照合者を備えています。 PoS と PoW の環境への影響を比較するために、Polkadot と Moonbeam のエネルギー消費に関する次の計算を提供します。 Polkadot にはエネルギー消費量に関する信頼できるデータがなく、他の要因によって計算が非常に困難になるため、私たちが提供する推定値は完全に正確ではなく、過大評価になるはずです。
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プルーフ・オブ・ステーク (PoS) はより環境に優しい
上記の議論に基づいて、PoS は間違いなく PoW よりも環境に優しいです。
さらに一歩進めて、PoS を使用する多くのプロジェクトが二酸化炭素排出量をゼロにする取り組みを行っています。エネルギー効率を高めるためにコンセンサスメカニズムを修正するだけでなく、気候変動プロジェクトを支援することで過去の炭素排出量を相殺することもできます。たとえば、アルゴランドはマイニングを含まない純粋なプルーフ・オブ・ステーク（PPoS）を使用し、環境汚染問題を解決するプロジェクトをサポートしています。その結果、チームは2021年4月にブロックチェーンが二酸化炭素排出量ゼロに達したと発表した。もう 1 つの例として、Near は Delegated Proof-of-Stake (DPoS) を使用してカーボンゼロを目指しており、チームは二酸化炭素排出量を相殺するプロジェクトもサポートしています。
開発者とクリエイターは、プロジェクトをより環境に配慮したものにする主な推進者です。特に、近年のNFTの鋳造と取引の増加により、クリエイターはイーサリアムの炭素排出を懸念するようになりました。典型的な例として、フランスのアーティストは、6 点の芸術作品を販売するのにかかる数秒が、スタジオの 2 年間の電力消費量に相当すると計算し、アートの販売をキャンセルしました。
この驚異的なエネルギー消費と二酸化炭素排出量に対応して、3,000 人を超えるアーティストが団結して CleanNFT を提唱しています (NFT は PoS 上で作成されます)。ブロックチェーンの開発者とユーザーが PoW の環境への影響を認識しているだけでなく、テクノロジーをカーボンニュートラルに向けて推進する意識的な努力をしているという事実は有望です。
