コンセンサスアルゴリズム（Consensus Algorithm）

かるた

1か月前

【一言でいうと】

コンセンサスアルゴリズムとは、「みんなで同じ取引データが正しいと合意するためのルール」のこと。
たとえるなら、クラス全員で「出席簿の正しい内容」を確認して記録する仕組みのようなものです。

仮想通貨やブロックチェーンでは、「誰が正しい台帳（取引記録）を持っているか」を決める必要があります。
なぜなら、中央銀行や管理者がいないため、全員が同じ内容の台帳を共有・更新できるようにする仕組みが欠かせないからです。

この「正しい記録に全員で合意するためのルール」がコンセンサスアルゴリズム（Consensus Algorithm）です。

たとえば、ビットコインでは「マイニング」と呼ばれる計算競争によって、誰の取引データを正式なものとするかを決めています。
一番早く正しい答え（ハッシュ）を見つけた人が報酬をもらい、その人の記録が全員の台帳に反映されます。

このように、コンセンサスアルゴリズムはブロックチェーンの「合意形成エンジン」として働きます。
これがないと、データが改ざんされたり、同じ通貨を二重に使う（二重支払い）問題が起きてしまいます。

たとえるなら、全員で共有しているノートに誰かが書き足すとき、「本当に正しい内容か」を投票で決めるルールのようなものです。

実生活でいえば、友人同士の会計アプリをみんなで管理するときに、「どの支払い記録が正しいか」をみんなで一致させる仕組みに近いです。

中央管理者が不要
　銀行のような第三者を信頼しなくても、システム自体が「正しい取引」を自動で判断できます。
　これにより、「誰でも使えるオープンなお金の仕組み」が成立します。
改ざんに強い
　過去の取引を全員で共有しているため、1人が書き換えようとしても他の参加者の記録と一致しなくなり、検知できます。
世界中の参加者で合意できる
　インターネット上で国境を超え、誰もが同じルールで取引を承認できるのは、コンセンサスアルゴリズムがあるからです。

処理速度が遅くなる
　全員で合意するため、中央集権的なサーバーよりも時間がかかります。
　特にビットコインのような「PoW（プルーフ・オブ・ワーク）」では、1ブロックを作るのに約10分もかかります。
エネルギー消費が大きい
　マイニング競争では大量の電力を消費するため、環境への負担も指摘されています。
参加者が少ないと不正の危険も
　分散しているといっても、もし特定のグループが全体の計算能力の半分以上を占めた場合、「51％攻撃」と呼ばれる改ざんが可能になるリスクも。

このように、コンセンサスアルゴリズムは「信頼性」と「効率性」のバランスをどう取るかが大きなテーマとなっています。

コンセンサスアルゴリズムにはいくつかの方式があり、仮想通貨によって採用している仕組みが異なります。

種類	代表的な通貨	特徴
PoW（プルーフ・オブ・ワーク）	ビットコイン（BTC）	計算競争で取引を承認。安全だが電力消費が大きい。
PoS（プルーフ・オブ・ステーク）	イーサリアム（ETH）など	保有量と期間に応じて承認権を与える。省エネ。
DPoS（デリゲーテッド・プルーフ・オブ・ステーク）	TRON、EOSなど	投票で選ばれた代表者が承認。高速だがやや中央集権的。
PBFT（プラクティカル・ビザンチン・フォールト・トレランス）	Hyperledgerなど	企業向けの許可型ブロックチェーンで使用。信頼性が高い。

たとえば、ビットコインは「計算力による合意」、
**イーサリアムは「通貨保有による合意」**という違いがあります。

実際、イーサリアムは2022年にPoWからPoSへ移行し、
エネルギー消費を99％以上削減しました。

また、企業向けのブロックチェーンでは、処理速度や安定性を重視してPBFTなどの方式を採用しています。

このように、コンセンサスアルゴリズムは「どんな価値観で合意を作るか」という設計思想の違いでもあるのです。

コンセンサスアルゴリズムの目的は、次の3つを同時に満たすことです。

これらを満たすために、ブロックチェーンは「ノード（参加者）間の通信」と「検証のルール」で合意を形成します。

while True:
    nonce += 1
    hash = SHA256(block_header + nonce)
    if hash < target:
        success = True
        break

この「難易度調整」や「確率的な承認プロセス」が、ブロックチェーン全体の安定性を生んでいます。

PoSでは、計算ではなく「保有量」に応じてブロック生成者を選びます。

Validator_Selection = Random(Stake_Holders, Weight = Stake_Amount)

PoSは電力をほとんど使わず、ブロック承認が高速。
ただし、「多く持つ人が有利」になりやすい点が課題です。

コンセンサスアルゴリズムは、ブロックチェーン全員で「正しい取引」に合意するための仕組み。
方式によって「安全性・速度・公平性」のバランスが変わります。
どんな仮想通貨も、この「合意のルール」が信頼の土台になっているのです。