Tezosのコンセンサスアルゴリズム、LPoSの仕組みとは?

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Tezosのコンセンサスアルゴリズム、LPoSの仕組みとは?
【2020年2月7日】コンセンサスアルゴリズムに関する一部表記に関して修正しています。誤った情報を記載してしまったことをお詫び申し上げます。

テゾス(Tezos)には形式検証を使った安全なスマートコントラクトという特徴の他にステーキングできるという特徴があります。今回はTezosのコンセンサスアルゴリズムに焦点を当てて、ブロック生成の仕組みやステーキングについて解説します。

PoS(プルーフ・オブ・ステーク)とは?

PoSは、COSMOSやTezosなどに採用される種類のブロックチェーンの形式です。ビットコインやライトコインをはじめとするPoW(プルー・オブ・ワーク)とは異なるアルゴリズムです。

PoWではブロックチェーンに新しいブロックを付け加える権利がある人を計算能力の競争で決定します。簡単に説明をするならば、PoWでは1CPU=1投票でブロック生成者を決める競争が行われています。

これに対して、PoSではブロックを生成する人は、トークンの保有量によって決定します。1トークン=1票です。トークンを持っている人は、二重支払いなどをしてネットワークの信用性を傷つけるインセンティブは少ないだろうという前提の元に設計されています。そして、ブロックを生成するとトークンを得ることができます。

PoWのビットコインでもブロック生成に成功すると新規のビットコインを貰えますが、これと同じ仕組みです。ビットコインでは「マイニング」と呼ぶことに対して、TezosやCOSMOSなどのPoSのブロックチェーンでは、この一連の作業を「ステーキング」と呼び、トークンを保有する人はステーキングに参加することで、ブロック報酬を得て、利子のように収入を得ることができます。

現在主流になっているPoSの種類はDPoSと呼ばれるもので、トークン保有者はノード運用者にノード運用を委任することができる仕組みです。トークン保有者はブロック生成報酬を受け取りながらも、ノードを自身で運用しなくても良い仕組みになっています。

コンセンサスアルゴリズム・LPoS、ブロック生成の仕組み

Tezosのブロック生成者の決定方法はLPoSと呼ばれるもので、Lは(Liquid:流動的)を示します。

LPoSで使用されるLiquid Democracyにおいてトークンホルダーは、その投票権を他のノードに委任することができます。委任されたノードはさらにその権利を別のノードへ委任することも可能で、これを流動的であると呼んでいます。

もし元のトークンホルダーが委任先、および委任先の委任先の意思決定が気に入らなければ投票権利を自身に戻すことができます。委任されブロック生成者候補になるためには、10,000XTZ以上を保有しBaker(Tezosでのブロック生成候補者の名称)になる必要があります。

Tezosではブロック検証のことをエンドーシングと呼びます。各ブロックには32のエンドーサーが存在し、ブロックを生成するBakerと同様に報酬をもらうことができます。

Baking(ブロック生成)
Roll(ステーキングしている量によって決定)の比率により選出されるブロック生成による報酬(16 XTZ)

Endorsement(ブロック検証)
Baker(ブロック生成候補者)の中からランダムに選ばれる32名でブロック承認することによる報酬(2 XTZ、または 1 XTZ)

委任されるBakerは自身でもトークンをステークする必要があり、10,000XTZごとに1rollを獲得できます。このrollの数によってブロック生成できる確率が決まります。

またroll数に対してデリゲートが多すぎる場合、オーバーデリゲートとなりデリゲートの報酬が発生されないという設計がされています。Bakerはデリゲートされている量に対して、8~15%のトークンを自身でもステークする必要があります。この比率はネットワークでステークされている合計量によります。

この設計はTezosでは委任はできながらも、Bakerにもある程度のリスクと責任が伴うよう作用します。なおTezosでは、4096ブロックのまとまりをサイクルと呼びます。このサイクルの期間でroll数が反映されたり、ブロックリワードの引き出しが行えるようになります。

Tezosのブロック生成の間隔は1分で、1サイクルはおおよそ3日かかります。Tezosのバリデータセットの数はネットワーク上の数の制限はありません。EOSであれば21ノードですが、この点Tezosはいくつものノードが参加できます。

ただし80,000以上のrollがネットワークに存在すると、それ以上rollは生成できなくなり、これが事実上の制限になりますが、ノードの数は一般的なBFT形式のDPoSより遥かに多くなります。

ユーザーはどのようにステーキングに参加できる?

Tezosトークンを保有するユーザーは、PoSによって報酬を得ることやガバナンスに参加することができます。もしトークンを持っているならば、一定期間内でに毎回報酬を得られるので、資産運用の観点でもステーキングに参加するべきでしょう。

ステーキングに参加するためのバリデータプールという事業者に委任することが一般的で、日本国内ではスティア テゾス(Stir tezos)などが存在します。Tezosトークンを保有している人、保有の予定がある人はチェックしてください。

参考
Stir tezos
Liquid Proof-of-Stake

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コインチョイス編集部
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