ビットコインの採掘(マイニング)の方法とは?その仕組みを具体的かつ分かりやすく解説!

そもそもビットコインの取引はお互いに承認しあって初めて成立します。この承認作業のことを「採掘(マイニング)」と呼んでおり、10分ごとにレース形式で行われます。
 
 
 
このレースの勝者のみがビットコインを「掘り当てる」ことができるので、このように呼ばれます。
 
 
 
先日のブロックチェーンの記事で、「採掘(マイニング)」とは、新しいブロックを過去の全ての取引記録が記載されたチェーンの最後尾にガチャンとはめこむための鍵を見つける作業だと説明しました。
 
 
 
では、具体的にこれはどういうことなのでしょうか。今回はこの「採掘(マイニング)」の方法とその仕組みについてわかりやすく解説していきます。
 
 

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ビットコインの採掘(マイニング)とはノンス値を片っ端から試して鍵を見つける作業!

個々のトランザクションがハッシュ関数により、64ケタのハッシュ値に置き換えられているように実は個々のブロックもハッシュ関数によってハッシュ値に置き換えることができるのです。
 
 
 
冒頭から「意味がわからん」という方は、以前私が書いたブロックチェーンの記事を呼んで、この意味をまず確認してくださいね。
 
 
 
そして、新たにブロックを追加する際は直前のブロックのハッシュ値+今回のブロックに含まれる全データ+任意の文字列(ノンス値)」を同様に64ケタのハッシュ値に置き換えたうえで、その最初の16,ないしは17ケタが全て0になるようなノンス値を見つけ出さなければならないと決まっているのです。
 
 
 
ノンス値はランダムな32ビットの数字なので、自由自在に決めることができるのですが、ノンス値が1ケタでも違えば、生成されるハッシュ値も全く違ったものになります。
 
 
 
つまり、任意のノンス値を片っ端から当てはめて、数打ちゃ当たる戦法で探す必要があるということです。
 
 
 
数字とアルファベットでランダムに生成される64ケタのハッシュ値の最初の16ケタが0だけになる確率がどれだけ低いか想像もつきません。気が遠くなるほど片っ端から当てはめなければならないのです。
 
 
 
 
何億回、何兆回にも及ぶ試行錯誤をわずか10分の間に繰り返すわけですから、とてつもない電力とマシンパワーが必要です。
 
 
 
しかし、何か意味のある計算をしているというわけではなく、たまたま最初の16ケタが0になるようなノンス値をさがしているだけです。これがビットコインの採掘(マイニング)の仕組みです。
 

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10分ごとに繰り返されるビットコインの採掘(マイニングレース

採掘(マイニング)は誰か一人が行なっているというわけではなく、10分ごとに世界中のマイナー(採掘者)が参加してレース形式で行われています。

 
 
そして、そのノンス値を最初に掘り出した人が勝者となりその報酬としてビットコインがもらえるのです。この承認レースの勝者のみがビットコインを掘り当てることができるというわけですね。
 
 
 
残念なことに1番になることができなかった2番目以下の人は、それが本当に正しい鍵なのかどうかを確かめます。鍵を見つけるまではかなり大変ですが、その鍵が正しいかどうかは一発でわかるというのが、この採掘(マイニング)レースの醍醐味でもあります。
 
 
 
だいたい6人が承認した時点で、それは正式なブロックだと認められて、ブロックチェーンの最後尾に新たに追加されます。このような競争を10分に一回繰り広げているということです。
 
 
 
一回のレースが10分程度でカタがついてしまうので、また終わった瞬間、「ヨーイドン」でレースが開始されます。これの繰り返しということですね。
 
 
 
そもそも鍵を見つけるという作業自体は、総当たり方式でひたすら試行錯誤しまくるだけなので、ハイスペックな性能のマシンを駆使したマイナーの方が有利ではありますが、必ずしも大金をかけてマシンをハイスペックにしたら勝てるというわけではありません。ここもこのレースの魅力です。
 
 
 
とはいえ、マイニングの難易度自体はどんどん上がっています。その考え方としては、円周率のπを計算したときに、1億ケタ目の数字を計算するのと、1億1ケタ目、1億2ケタ目の数字を計算するのでは後者の方が難しくなるというのと同じですね。
 
 
 
現在は、64ケタのハッシュ値の最初の16ケタが0のものを探しているのですが、これが17ケタになれば格段に見つかる可能性が低くなるというわけです。
 
 

 

採掘(マイニング)レースの勝者のみがビットコインを報酬として受け取れる!

マイナーのモチベーションはなんといっても報酬としてビットコインをもらうことですよね。じゃなきゃやってる意味がないですし。
 
 
 
毎回このマイニングレースに勝った人は、報酬として、12.5BTCを得ることができます。1BTC=約30万円だとすると、「12.5BTC=375万円」になります。
 
 
 
つまり、一回鍵を見つけるためにかかる費用が375万円以下であれば、利益を出すことができるという計算です。マイニングを行うには、倉庫を借りて、特殊なコンピューターを購入して、膨大な電気代を支払う必要があります。
 
 
 
採掘(マイニング)の報酬がコストを上回った分だけ利益になります。多少の下落はありますが、ビットコインの価格は今の所順調に推移しているので、利益が出ています。つまり、ビットコインは、コストをかけてでも掘り出す価値があるということです。
 
 
 
しかし、それがいつまでも続くとは限りません。コンピューターの処理能力は、ムーアの法則に従って、1年半から2年ごとに倍々ゲームのように増えていくので、それにともなってマシンパワーを調達するコストも下がるはずですが、この先、ビットコインの価格が急に下落したらすると、マイニングのコストを吸収できなくなる可能性があります。
 
 
 
実際に採掘(マイニング)をしている事業者の数は減ってきており、今では3桁もいないのではないでしょうか。まず資本力がないと参入はできないので、個人レベルで採掘(マイニング)を行うということはほぼ不可能です。
 
 
 
採掘(マイニング)のためのコンピューターは24時間、365日フル稼働しており、発熱も騒音もかなり大きいので、それを冷やすための電気代が凄まじいです。
 
 
 
そこで今は元々寒い場所の体育館などを貸し切って、安いサーバーを大量に購入してきて、それをラックにはめ込んで稼働させるということをやっているので日本のように電気代が高い国ではとてもじゃないですが割にあいません。
 
 
 
人件費の安い中国が中心で、寒いアイルランドや、原油国で非常に電気代が安いサウジアラビアなど本当にごく一部の限られた地域になります。
 
 
 
採掘(マイニング)のためのハードルがこの先どんどんと上がっていけば、本当に資本力のある数社だけがレースに参加する寡占状態になっていく可能性もかなりあります。

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ビットコインの採掘(マイニング)はハンコを押す部長の生き残り競争!

採掘(マイニング)をわかりやすく説明するために、例え話を使ってご説明します。未承認のトランザクション未決の書類」だと仮定すると、決裁権を持った部長のデスクにはどんどんこの書類が溜まっていきます。
 
 
 
100枚溜まったらまとめて、承認印を押して、承認済みの書類をファイルフォルダに入れて、フォルダを右から順番に書類棚に収納して、ダイヤル式の鍵でロックしていくというイメージです。
 
 
 
未決の書類には、それぞれ優先順位があります。部長に早く決裁してほしい書類には、チップが用意されています。(手数料の高いトランザクション)
 
 
 
放っておくと、もちろん部長はお金が欲しいので、チップが付いている書類から優先的にハンコを押していきます。そして、チップが付いていない書類(手数料の安いトランザクション)の優先順位は低くなり、いつまでも未決の書類のままになってしまうので、あらかじめチップありの書類は100枚のうち何枚までというように、決められています。
 
 
 
ここまでは、1つの部内の話ですが、実は「未決の書類」は、同じものが何枚も出回っており、世界中のあちこちの支社でも部長のデスクに同じ「未決の書類」が溜まっていく、というところが普通の会社との圧倒的な違いです。
 
 
 
100枚溜まるごとに世界中に散らばった部長達は必死でハンコを押しますが、書類棚に鍵をかけるときの番号が毎回変わるので、毎回、しらみつぶしに調べる必要があります。
 
 
 
総当たりで正しい番号を見つけるという競争で、1番最初に正しい番号を見つけた部長が承認レースの勝者として、報酬を独り占めできるというわけです。
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