マイニングとは?仮想通貨ビットコインのマイニングを仕組みまで解説

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「マイニング」って何?ビットコインやビッグデータの話によく出てくる「マイニング」という言葉、いまいち分からないですよね? ここでは、一般的な言葉の意味から、仮想通貨やビットコインのマイニングの話まで、掘り下げて分かりやすく解説します。あなたもこの記事を読んでマイニングを理解してスッキリしましょう。

1. マイニング(採掘)とは?

まず、一般的に意味と、仮想通貨における意味をおさえておきましょう。

1-1. 一般的な意味

マイニングは英語で言えばmining。つまり、採鉱や鉱業で鉱石・石炭などを採掘する、坑道を掘るといった意味です。

また、データマイニングという言葉もあります。これは、大量のデータからデータ解析の技法をつかって知識を取り出す技術のことです。相関パターンや、カテゴリの予測、未来予測などができることがあります。

1-2. 仮想通貨におけるマイニング

仮想通貨はブロックチェーンと呼ばれる分散型台帳に全ての送金情報を記録しています。そのブロックチェーンにユーザーの仮想通貨の送金情報を追加する処理をマイニングと呼んでいます。

ブロックチェーンとは、いくつかの送金情報(取引、トランザクション)をまとめて1つのブロックとし、その複数のブロックを1本の鎖(チェーン)として連ねたものです。

さて、そのブロックチェーンに新しいブロックを勝手に追加できてしまったらどうでしょうか?

ブロックチェーンが1本ではなく何本にも分岐してしまい、どの情報が正しいかわからなくなってしまいます。そのため、仮想通貨のネットワークが承認した場合に正式にブロックが追加されるという制約があり、それが情報の正しさの証明になっています。

では、どうすれば、仮想通貨のネットワークに承認されるでしょうか?

ビットコインの場合は、ブロック中の情報とノンスと呼ばれる情報を元にハッシュ値を求め、そのハッシュ値の上位ビットに決められた数の0が並ぶパターンを得られるような新しいブロックを追加しようとした場合に承認されます。ハッシュやノンスについて説明すると長くなりますので、詳しくは別の記事にてご紹介する予定です。 とりあえず、くじ引きに例えると、とても大量のくじ引き券が存在し、そこから1枚ずつ券を引き、とても少数の当たりの券を当てる。といったことと似ています。そのため、何回も何回もくじを引く必要があります。これを分散合意形成アルゴリズムと呼んでおり、仮想通貨によって、この方法が異なります。

そして、ブロックチェーンに新たなブロックを追加する際に使用する、分散合意形成アルゴリズムの違いにより(何を証明としているか)により、仮想通貨は分類できます。仕事量を証明として使用している場合はPoWProof of Work)、資産保有量を証明として使用している場合はPoSProof of Stake)、重要度を証明として使用している場合はPoIProof of Importance)と分類されています。そして、一般的には、PoWの場合はマイニング、PoSの場合はフォージング、PoIの場合はハーベスティング、と呼ばれます。

仮想通貨のカテゴリ

証明の根拠

採掘に相当する行為の名称

仮想通貨の例

PoW(Proof of Work

仕事量

マイニング

ビットコイン(Bitcoin

イーサリアム(Ethereum

モネロ(Monero

ジーキャッシュ(Zcash

PoS(Proof of Stake

保有量

フォージング

リスク(Lisk)

ネクストコイン(Nxt)

PoI(Proof of Importance

重要度

ハーベスティング

ネム(NEM)

図12 仮想通貨におけるマイニング

フォージング(鍛造)、ハーベスティング(収穫)?

フォージング(鍛造)とは、PoSProof of Stake)タイプの仮想通貨においてブロックを追加する際のコンセンサス処理のアルゴリズムの名称です。ハーベスティング(収穫)とは、PoIProof of Importance)タイプの仮想通貨においてブロックを追加する際のコンセンサス処理のアルゴリズムの名称です。いずれも、PoWProof of Work)におけるマイニングと同じ役割を持っており、報酬を得られます。

2. ビットコインにおけるマイニングとは?

仮想通貨の中でも有名なビットコインのマイニングについて説明します。

2-1.  ビットコインのマイニングの仕組みの概要

ビットコインは、コンピューター上のビットコインのプログラムによって発行されており、マイニング(発掘)をしたマイナー(採掘者)にビットコインが支払われ、そのビットコインを受け渡しすることで流通します。

マイニングとは、実際に何をしているかというと、AさんがBさんにビットコインを送金する際にその送金処理の計算をマイナー(の持っているコンピューター)が行っています。そして、マイナーは送金手数料分とマイニング分のビットコインをもらえます。

実際のビットコインの流通量は送金処理のたびにマイニングによって増加します。そして、未発掘のビットコインも含めると、ビットコインの総数の上限はあらかじめ決まっています。全てのビットコインをマイニングしても、世界には最大でもこの量のビットコインしか存在できません。なお、未発掘のビットコインがなくなったら、マイナーは送金手数料分のビットコインだけもらえるようになります。

2-2. ビットコインの埋蔵量と半減期

ビットコインの総量は20,999,999.9769 BTC(約2,100BTC)が上限として決まっています。前述の仕組みにより、送金処理が行われるたび(マイニングが行われるたび)に、埋蔵量は減り、流通量は増加します。

半減期とは、マイニングによってマイナーが受け取れる報酬量が半分に減ることです。マイニングが行われるたびに、ブロックチェーンにブロックが追加されて長くなりますが、このブロックチェーンの長さが21万ブロックごとに半減期として決められています。なぜ半減期があるかというと、ビットコインの価値の変動がある程度ゆるやかになるように意図されていると考えられます。

2-3. ビットコインのマイニング方法

個人でビットコインをマイニングするには下記の方法があります。

・自分でサーバーを用意して自分だけで掘り当てる

・自分でサーバーを用意してマイニングプールに参加して掘り当てる

・自分でサーバーを用意してマイニングサービスに登録する

・クラウドマイニングサービスを使う

自分でサーバーを用意して自分だけで掘り当てる

メリット

・自分が持っているサーバーで報酬を得ることができる

・投資額を回収した後は、利益が得られる

・実際に仮想通貨を持っているのは自分

デメリット

・ビットコインを掘り当てられる可能性がとても低い

・自分のサーバーを自宅などに置いていると、騒音、排熱、電気代が気になる

これはサーバー運用などコンピューターの知識がある人ができる方法です。ソロマイニングと呼ばれます。

自分でサーバーを用意し、ビットコインのマイニングソフトをインストールして、動作させ続けます。サーバー機材、インターネット接続、電気代などがかかります。特にビットコインのマイニングでは計算量が膨大になるため、高価なビデオカードなどサーバーに使用する必要があります。また、ビットコインネットワーク内部で最初にマイニングの計算を終えたマイナーにしか、報酬は払われないため、世界中のなかで最速で求める計算結果を当てなければいけません。個人が使う普通の1台のコンピューターではマイニングによってビットコイン報酬を得ることはなかなか難しいでしょう。

自分でサーバーを用意してマイニングプールに参加して掘り当てる

メリット

・自分が持っているサーバーで報酬を得ることができる

・投資額を回収した後は、利益が得られる

・マイニングプールから得た報酬の仮想通貨を実際に持っているのは自分

デメリット

・実際に仮想通貨を分配するのはマイニングプール

・マイニングプールから報酬を得る前に、マイニングプールが解散した場合は、その分の報酬の回収は不可能

・ビットコインを掘り当てられる可能性はそれなり

・自分のサーバーを自宅などに置いていると、騒音、排熱、電気代が気になる

これもサーバー運用などコンピューターの知識がある人ができる方法です。

自分でサーバーを用意して自分だけで掘り当てる場合と準備までは変わりませんが、さらにマイニングプールに参加します。マイニングプールとはマイナーの集まりです。

ビットコインのマイニングでの計算は、無理やり簡単に言うと、可能性がある多くの数字から正解の当たりの数字を当てるといった処理を行っています。そのため、計算能力の高いサーバーとサーバーの数が多ければ多いほど、世界の中で一番に正解の数字を当てられる可能性が高くなります。

そして、そのマイニングプール内のマイナーの誰かがマイニングに成功した時もらえる報酬を、マイニングプールに参加していたマイナー全員で分け合うことで、各マイナーが報酬をもらえます。報酬の分け方のルールは各マイニングプールによってそれぞれ決まっていますので、参加する場合は事前によく確認しましょう。

ちなみに、このサイト(https://blockchain.info/pools)で世界の主要なビットコインのマイニングプールを見ることができます。

自分でサーバーを用意してマイニングサービスに登録する

メリット

・自分が持っているサーバーで報酬を得ることができる

・投資額を回収した後は、利益が得られる

デメリット

・実際に仮想通貨を持っているのはサービスを運営している会社

・会社がハッキングされた場合や破綻した場合などの投資額の回収は不可能

・自分のサーバーを自宅などに置いていると、騒音、排熱、電気代が気になる

これもサーバー運用などコンピューターの知識がある人ができる方法です。

自分でサーバーを用意し、マシンの計算能力を売り買いするサービスに登録して、計算能力や計算時間などに応じて報酬を得るという方法もあります。例えば、NiceHashなど。

クラウドマイニング

メリット

・自分でサーバーなどを用意する必要がない

・投資額を回収した後は、利益が得られる

デメリット

・実際に仮想通貨を持っているのはサービスを運営している会社

・会社がハッキングされた場合や破綻した場合などの投資額の回収は不可能

・投資額の回収に時間がかかる

これはサーバー運用などコンピューターの知識がない人でもできる方法です。

クラウドマイニングとは、サービスを運営している会社はサーバーなど機材を用いて実際にマイニングを行っており、そこへ投資をすることで、投資した分に対するリターンを受けるという仕組みです。さらに、ビットコインだけでなく他の仮想通貨のマイニングもできるサービスもあります。

例えば、クラウドマイニングサービスで有名なサービスは、Genesis Miningや、Hashflareなどがあります。ビットコイン、イーサリアム、ライトコイン、MoneroZcashに対応しています。

なお、実際にはマイニングのためのサーバーを持っておらず、人からお金を集めるだけ集めて途中で消えるといった、詐欺にあってしまう可能性もあります。それなりに知名度があり実績のあるサービスをよく見極めて選びましょう。

2-4. ビットコインのマイニングの詳しい仕組み

ビットコインのマイニングの詳しい仕組みの説明を理解するためには、P2P、ビットコインネットワーク、ブロックチェーン、ハッシュ、マイニング、秘密鍵、公開鍵、電子署名、ビットコインアドレス、ウォレットなどについても理解が必要になります。そのため、どうしても説明が長くなってしまいますので、詳しくは別の記事にてご紹介する予定です。乞うご期待!

3.  ビットコインのマイニングは個人では難しい?

ビットコインについて、昔は割りと簡単にビットコインをマイニングできたようですが、今ではサーバー機材や電気代を考えると、なかなか採算を取るのは難しい状況です。

3-1. 個人としては?

マイニングでビットコインをゲットする方法は2-3.でご紹介した方法があります。

自分でサーバーを用意して自分だけで掘り当てる方法は、まず、掘り当てられる可能性が低すぎます。

自分でサーバーを用意してマイニングプールに参加して掘り当てる方法は、掘り当てられるかもしれませんが、サーバー機材や電気代の代金を考慮すると良くて採算ギリギリくらいかもしれません。さらに自宅にサーバーを置いている場合は、騒音、排熱、電気代に悩まされることになります。

また、後述のように、ビジネスとして高性能のサーバーを多数用意している組織よりも早く計算を行い、採算良く、マイニングでビットコインをゲットするのは難しいでしょう。

自分でサーバーを用意してマイニングサービスに登録する方法や、クラウドマイニングサービス方法は、長期間で高い報酬を望まなければ儲けは出るかもしれません。

3-2. 事業としては?

現在は、電気代が安い国や地域で、大量のサーバーをデータセンターに用意し、ビジネスとしてビットコインのマイニングを行っている業者が多くあります。また、浮動小数点計算の性能が高いGPUを使用する場合や、ASICと呼ばれるマイニングに最適化された集積回路を作り、それを用いてマイニングを行う業者も多くなっています。

PoWの仮想通貨について、大規模にデータセンターでマイニングを行っている業者は中国、北欧、カナダなどに多いです。理由としては、サーバーを動かすための電気代、サーバーの排熱対策としての寒冷な気候、土地の広さなどが考えられます。

さらに、日本でもSBIホールディングス、GMOインターネット、DMM.comが参入しており、マイニング環境の安定的な供給が期待されています。

4. ビットコイン以外の仮想通貨のマイニングは?

ビットコイン以外の仮想通貨のマイニングはどうでしょうか?

Ethereum(イーサリアム)、Bitcoin Cash(ビットコインキャッシュ)、Litecoin(ライトコイン)、NEM(ネム)、Stellar(ステラコイン)、EOS(イオス)、Dash(ダッシュ)、Monero(モネロ)、Ethereum Classic(イーサリアムクラシック)、Lisk(リスク)、Zcash(ジーキャッシュ)、Tether(テザー)、Augur(オーガ)、Factom(ファクトム)、MonaCoin(モナコイン)、Dogecoin(ドージコイン)など、まだまだ沢山あります。

「1-2. 仮想通貨におけるマイニング」で触れたとおり、いろいろな仕組みの仮想通貨があります。

ビットコインに代表されるPoWの仮想通貨では、マイニングに使用するサーバーにとても計算能力を求められます。しかし、PoSPoIの仮想通貨ではマイニングサーバーの性能はそれほど必要ありません。代わりにその仮想通貨を大量に保持していることが必要になります。

また、仮想通貨の法定通貨に対する価値も大きく変動します。

この2点をよく調査し、リスクを考えて行えば、ビットコイン以外の仮想通貨ならマイニングで儲かるチャンスはあるかもしれません。

まとめ

・仮想通貨のマイニング(採掘)とは、仮想通貨の送金情報の証明計算を行い、仮想通貨を手に入れること

・誰でも仮想通貨のマイニングはできる

・昨今のビットコインのマイニングは、ビジネスとして大規模に行われており、個人レベルでは割に合わない

・ビットコイン以外の仮想通貨なら個人でもマイニングで儲かるチャンスはあるかも?

・ビットコインを手に入れるには仮想通貨取引所が一番早くて簡単