ビットコイン・マイニングとは ?

その前に…

読み進める前に、多くのビットコインユーザは採掘していない点をご理解ください! ただし、そうする場合、このビットコイン・マイナーはおそらく最高に役立つものになります。利益を得るためのビットコイン・マイニングは非常に競争が激しく、 ビットコイン価格の変動により、価格を推測せずに金銭的収益を得ることは難しくなります。楽しみながら行おうと思っているなら採掘には意味があります。ビットコインの安全性について学び、または確認し、収益を上げることができるかどうかを気にしないようにします。安い電気を大量に使用でき、巨大な装置や作業を管理できるなら、利益を採掘できるかもしれません。

固定量の採掘パワーに基づいてビットコインを得ようと思っているものの、実際のハードウェアを使用しようとは思っていないなら、採掘契約を購入することができます。

多くの人が購入する別のツールにはビットコイン・デビットカードがあります。これを使用すると、ビットコイン経由で資金の入ったデビットカードをロードすることができます。 ビットコイン・マイニングとは?

ビットコイン・マイニングは、ビットコインを稼ごうとネットワーク上にいる人達と共に、自分の採掘ハードウェアを使用して競争する巨大な抽選に似ています。速度の速いビットコイン・マイニング・ハードウェアを使用すると、秒ごとに何度も試行を行いこの抽選に勝つことができ、一方でビットコイン・ネットワーク自体は、おおよそ2週間おきに調整して、収益ブロックハッシュの発見速度を10分おきに維持します。全体像からすると、ビットコイン・マイニングとは、ビットコインの公開台帳、つまりブロックチェーンに記録されている取引を手に入れることです。電気と特別な装置が参加費用であるランダムな抽選を実施することで、ビットコイン・ネットワークを中断する費用は、すべての採掘参加者が費やしているハッシュパワーの量に対応します。

技術的背景

採掘中、ビットコイン・マイニング・ハードウェアは、ブロックヘッダと呼ばれるものの上で、暗号学的ハッシュ関数（SHA256の2ラウンド）を走らせます。新たなハッシュが試されると、採掘ソフトウェアはブロックヘッダの確率要素として異なる数字を用います。この数字は、ノンスと呼ばれています。ノンスやその他のブロックにあるものに応じて、ハッシュ関数は以下のようなハッシュを生成します：

93ef6f358fbb998c60802496863052290d4c63735b7fe5bdaac821de96a53a9a

このハッシュを長い数字としてみることができます（これは十六進数であり、A-F の文字は、10-15桁を意味します）。おおよそ10分毎にブロックを見出せるようにするために、閾値（difficulty target）と呼ばれるものがあります。有効なブロックを生成するために、マイナーは閾値以下のハッシュを見つけ出す必要があります。そのため、例えば閾値が

1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000である場合、

ゼロで始まる数字は、閾値以下となります。例：

0787a6fd6e0782f7f8058fbef45f5c17fe89086ad4e78a1520d06505acb4522f

閾値を

0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000に下げる場合、

それ以下になるには最初に2つのゼロが必要です:

00db27957bd0ba06a5af9e6c81226d74312a7028cf9a08fa125e49f15cae4979

閾値はこのように多数の桁数の扱いにくい数字が並ぶため、通常シンプルな数字を使用して現在の閾値を表します。この数字を採掘難易度（mining difficulty）と呼びます。採掘難易度は、最初のブロックと比較して生成する上で現在のブロックがどれくらい難しいかを表します。そのため、難易度70000は、現在のブロック生成に、サトシ・ナカモト が最初のブロック生成に要した作業の70000倍かかるという意味になります。公平を期すため、その当時の採掘ハードウェアとアルゴリズムははるかに遅く、最適化されていませんでした。

ブロックをおよそ10分毎に生成し続けるために、2016のブロック毎に共有数式を使用して難易度が調整されます。ネットワークは、最新のグローバルネットワーク処理パワーで、2016のブロックがおよそ14日かかるように、これを変更しようとします。そのため、ネットワークパワーが上がると、同時に難易度も上がります。

ビットコイン・マイニング・ハードウェア

CPU

当初は、CPUを用いた採掘がビットコインを採掘する唯一の方法であり、オリジナルのSatoshi clientを使用して実行していました。ネットワークをより安全にかつより多くのビットコインを得るために、マイナーは多方面を革新し、何年もの間、CPUマイニングが比較的効果のないものとなりました。あなたも、1枚もコインを稼げずにノートPCを使って何十年も採掘していたかもしれません。

GPU

ネットワーク開始から1年半ほど経過し、ハイエンドなグラフィックカードがビットコイン・マイニングにははるかに効率的であり、ランドスケープが変化することが分かりました。CPUビットコイン・マイニングにより、GPU（グラフィカル・プロセッシング・ユニット）への道が開かれました。GPUの超並列的性質により、ビットコイン・マイニング・パワーが50倍から100倍へと増加し、同時に作業ユニット当たりのパワーが節約できました。

現在のGPUは採掘に使用できるものの、ビットコインの採掘には、GPUアーキテクチャのAMDラインが、nVidiaアーキテクチャをはるかに凌ぐ性能であることが分かり、当時、ATI Radeon HD 5870が最も費用対効率の優れた選択肢であると判明しました。

FPGA

CPUからGPU遷移と同様、ビットコイン・マイニングの世界はFPGA（Field Programmable Gate Array）へと技術的フードチェーンが進展しました。Butterfly LabsのFPGA 「Single」の発売に伴い、ビットコイン・マイニング・ハードウェアのランドスケープにより、ビットコイン・マイニングに特化した特別仕様のハードウェアへの道が開かれました。

CPUからGPUへの遷移に伴い、FPGAはマイニング速度を50～100倍へと加速させることはできなかったものの、パワー効率と使いやすさの点でメリットを提供しました。典型的な600 MH/sグラフィックカードは、上りに400wの電力を消費し、一方典型的なFPGAマイニング・デバイスは、80Wの電力で826 MH/sのハッシュレート（採掘速度）を提供します。

5倍の改善によって、最初の巨大ビットコイン・マイニング・ファームが、営業利益で設立されました。ビットコイン・マイニング産業が生まれた瞬間です。

ASIC

ビットコイン・マイニングの世界は、今やASIC（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）時代へと完全に突入しています。ASICはある一つの物事を行うためのみに特別にデザインされたチップです。FPGAとは異なり、ASICはその他のタスクを実行するために再利用することはできません。

ビットコインを採掘するためにデザインされたASICは、唯一ビットコインを採掘でき、ビットコインを採掘するだけです。ASICの非柔軟性は、過去のすべての技術と比較して電力消費を抑えながら、ハッシュパワーを100倍増加させるという事実によって埋め合わされます。

ASIC以前のハードウェアの世代すべてとは異なり、破壊的採掘技術という点から、ASICは「最終点」となる場合があります。CPUはGPUに取って代わられ、GPUはFPGAに、FPGAはASICに取って変わられました。しかし、今も近い将来を考えても、ASICの代わりになるものはありません。 ASIC製品の段階的詳細化や、効率向上があると思われますが、提供されていた以前の技術からハッシュパワーの50～100倍の増加または7倍の電力使用削減を実現できるものはありません。これによって、ASICマイニング・デバイスの期待される使用寿命がビットコイン・マイニングの全歴史よりも長くなるにつれて、ASICデバイスでの電力消費は、ASIC製品の最重要要素となっています。

現在購入できるASICデバイスは、そのデバイスが十分電力効率がよく、電気料金がその出力を超えないようであれば、2年間は採掘を行えると考えられます。採掘の収益性は交換レートによっても決定付けられますが、すべての環境下で、マイニング・デバイスの電力効率が良いほど、より多くの利益を得ることができます。ビットコイン・マイニングで運を試そうと思っている場合は、このビットコイン・マイナーがおそらく最高の選択肢でしょう。

ビットコイン・マイニング・ソフトウェア

採掘の基本的手法には2つあります：自分自身で、またはビットマイニングプールの一部として、またはビットコイン・クラウド・マイニング契約を利用して採掘し、ビットコイン・クラウド・マイニング詐欺を必ず避けなければなりません。ほぼすべてのマイナーはプールでの採掘を選択します。それはビットコイン・マイニング・プロセス固有の運を均等にすることができるからです。プールに参加する前に、ビットコイン・ウォレットをご用意ください。そこにビットコインを保管することになります。次にマイニングプールに加わり、マイナーをそのプールと接続するように設定します。プールマイニングを利用すると、プールメンバーが生成した各ブロックからの利益が、メンバーが貢献したハッシュ量に応じて、プールメンバー間で分配されます。

ビットコイン・マイニングではどのくらいの帯域幅を取られるのでしょうか? プールを利用したマイニングにビットコイン・マイナーを使用する場合、その量は10MB/day程度でごくわずかなものとなるでしょう。ただし、できる限り早く作業を更新できるように、優れた接続性が必要です。

これによりプールメンバーはより頻繁かつ安定した払い出しが可能となります（これは分散の低減と呼ばれます）が、ご自身の払い出しは、いずれであれプールが課す料金が減額されることになります。単独マイニングは大きな額が低頻度で払い出され、プールマイニングは少額が頻繁に払い出されます。しかし、料金無料のプールを長期間使用する場合、双方の合計額は同一になります。

ビットコイン・クラウド・マイニング

ビットコイン・クラウド・マイニング契約を購入することで、投資家はマイニング・ハードウェアのハッシュレス、電気、帯域幅、その他オフラインの問題点に対応することなく、ビットコインを稼ぐことができます。

このセクションにリストしているのは、これらのサービスを保証するものではなく、ビットコイン・クラウド・マイニングの比較としてのみお使いください。かなりの数のビットコイン・クラウド・マイニング詐欺があることもお忘れなく。

Hashflare レビュー: Hashflareは、SHA-256マイニング契約を提供し、自動払い出しをBTCで行いながら、利益率の高いSHA-256コインを採掘することができます。顧客は10 GH/s以上を購入しなければなりません。

<a href=”Genesis Mining レビュー</a>: Genesis Miningは最大のビットコインおよびスクリプト・クラウド・マイニングのプロバイダーです。Genesis Miningは3種類のビットコイン・クラウド・マイニングのプランを提供しており、手ごろな価格設定になっています。Zcashマイニング契約もご利用いただけます。

<a href=”Hashing 24 レビュー</a>: Hashing24は2012年以降ビットコイン・マイニングに参画しています。アイスランドとジョージアに拠点を有するこの会社は、BitFury製の新型ASICチップを用い、最大のパフォーマンスと効率性を提供します。

ビットコイン・マイニングとは?

ビットコイン・マイニングとは、過去のトランザクションのビットコインの公開台帳に、トランザクション記録を追加するプロセスのことです。過去のトランザクションの台帳は、ブロックの鎖のようであるため、ブロックチェーンと呼ばれています。ブロックチェーンは、残りのネットワークにトランザクションが発生する際に確認する働きをします。

ビットコインノードがブロックチェーンに用いられ、別の場所ですでに使用されたコインを再利用しようとする試みから、正当なビットコイン・トランザクションを見分けます。

ビットコイン・マイニングは、意図的に資源集約型かつ難易度の高いものとなるようにデザインされ、マイナーが毎日見つけ出すブロック数が一定であるようにします。それぞれのブロックには有効と見なされるプルーフ・オブ・ワークを含まなければなりません。このプルーフ・オブ・ワークは、ブロックを受け取る度に他のビットコインノードによって検証されます。ビットコインはハッシュキャッシュ・プルーフ・オブ・ワーク機能を使用します。

マイニングの主要な目的は、ビットコインノードが、安全で、不正開封防止のコンセンサスに到達することです。マイニングはビットコインをシステムに導入するために使用するメカニズムでもあります：マイナーにはトランザクション料金に加え、新たに生成されたコインの「補助金」が支払われます。

この両方が、分散した手法で新たなコインを拡散させ、システムに安全性を提供するよう、ユーザの意識を向上させる目的に利用されます。

ビットコイン・マイニングは、その他の商品の採掘と似ていることから、このように呼ばれています：これには努力が求められ、金のような商品を地中から採掘するのと似たペースで、利用可能な新たな通貨へとゆっくりと形成されます。

プルーフ・オブ・ワークとは ?

プルーフ・オブ・ワークとは、特定の要件を満たす必要があるため、生成するのが難しい（コスト面、時間面）1つのデータのことです。データがかかる要件を満たすかどうかを確認するのは些細なことに違いありません。

プルーフ・オブ・ワークの生成は、収益性が低いランダムプロセスとなるため、有効なプルーフ・オブ・ワークを生成する前に、平均的にたくさんの試験やエラーが求められます。ビットコインではハッシュキャッシュ・プルーフ・オブ・ワークを利用します。

ビットコイン・マイニング難易度とは ?

計算上の難しい問題点

ブロックのヘッダのSHA-256ハッシュは、ブロックがネットワークに許容されるために閾値と同等以下でなければならないことから、ビットコインのブロック採掘が難しくなります。

この問題点を簡易に説明するとすれば、ブロックのハッシュは特定数のゼロから開始しなければなりません。複数のゼロで始まるハッシュを計算する確率は非常に低く、そのため何度も試行回数を重ねなければなりません。ラウンドごとに新たなハッシュを生成するために、ノンスが増進します。詳細情報はプルーフ・オブ・ワークをご参照ください。

ビットコイン・ネットワーク難易度の基準

ビットコイン・マイニングのネットワーク難易度（network difficulty）とは、最も簡単なものと比較して新たなブロックを見つけ出すことがどのくらい難しいのかの指標です。ちょうど2週間で生成された以前の2016のブロックは、採掘する全員にこの難易度となるように2016のブロックごとに価値を再計算します。平均して、10分毎に1つにブロックを生成します。

マイナーがより多く参加すればするほど、ブロック生成速度が上がります。ブロック生成速度が上がれば上がるほど、埋め合わせようと難易度も上昇し、それによりブロック生成速度を下げ戻します。求められる難易度の閾値を満たしていない悪意のあるマイナーが解放したブロックはネットワーク上の誰でも簡単に拒否でき、よって価値のないものとなります。

ブロック報酬

ブロックが発見されると、発見者は特定数のコインを獲得し、これはネットワーク上の全員が賛同しています。現在この報奨金はビットコイン25枚となっています。この価値は210,000ブロックごとに半分になります。管理通貨供給量をご覧いただくか、ビットコイン・マイニング計算機を使用してください。

さらに、マイナーはトランザクションを送信するユーザが支払う料金を受け取ります。この料金は、ブロックでのトランザクションを含むマイナーへのインセンティブです。将来的には、それぞれのブロックで生成できる新たなビットコイン・マイナーの数が衰退するにつれて、この料金は採掘収益の重要な割合を占めるようになるでしょう。

謝意

Blitzboomと#bitcoin-devの方々には、ガイド作成にあたって支援していただきました！