テゾス（XTZ）はなぜエコフレンドリー？技術的仕組み入門
ブロックチェーン技術は、その分散性と透明性から、金融、サプライチェーン管理、投票システムなど、様々な分野での応用が期待されています。しかし、従来のプルーフ・オブ・ワーク（PoW）を採用するブロックチェーン、例えばビットコインなどは、膨大な電力消費を伴うという課題を抱えています。この電力消費は、環境負荷の増大に繋がり、持続可能な社会の実現を阻害する要因となり得ます。そこで注目されているのが、テゾス（XTZ）です。テゾスは、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）という異なるコンセンサスアルゴリズムを採用することで、PoWと比較して大幅な省電力化を実現しています。本稿では、テゾスのエコフレンドリーな側面を、その技術的仕組みに焦点を当てて詳細に解説します。
1. ブロックチェーンとコンセンサスアルゴリズムの基礎
ブロックチェーンは、複数のコンピュータ（ノード）によって共有される分散型台帳です。この台帳には、取引履歴などのデータがブロックとして記録され、暗号技術によって改ざんが困難になっています。ブロックチェーンの安全性を維持し、新しいブロックを生成するためには、ネットワーク参加者間で合意形成を行う必要があります。この合意形成の仕組みをコンセンサスアルゴリズムと呼びます。
1.1 プルーフ・オブ・ワーク（PoW）
PoWは、ビットコインで最初に採用されたコンセンサスアルゴリズムです。PoWでは、マイナーと呼ばれるノードが、複雑な計算問題を解くことで新しいブロックを生成する権利を得ます。この計算問題を解くためには、大量の計算資源（電力）が必要となります。計算問題を最初に解いたマイナーは、報酬として暗号資産を得ることができます。PoWのメリットは、高いセキュリティを確保できる点ですが、その一方で、膨大な電力消費が大きな課題となっています。
1.2 プルーフ・オブ・ステーク（PoS）
PoSは、PoWの代替として提案されたコンセンサスアルゴリズムです。PoSでは、マイナーの代わりにバリデーターと呼ばれるノードが、暗号資産を預け入れる（ステークする）ことで新しいブロックを生成する権利を得ます。バリデーターは、ステークしている暗号資産の量に応じてブロック生成の確率が変動します。PoSのメリットは、PoWと比較して電力消費を大幅に削減できる点です。なぜなら、複雑な計算問題を解く必要がないため、計算資源の消費を抑えることができるからです。
2. テゾスのコンセンサスアルゴリズム：リカーシブ・プルーフ・オブ・ステーク（rPoS）
テゾスは、PoSの一種であるリカーシブ・プルーフ・オブ・ステーク（rPoS）を採用しています。rPoSは、従来のPoSを改良したもので、より高いセキュリティと効率性を実現しています。rPoSの仕組みを理解するためには、ベイキング（Baking）とデリゲーション（Delegation）という2つの重要な概念を理解する必要があります。
2.1 ベイキング（Baking）
ベイキングとは、テゾスのネットワークにおいて、新しいブロックを生成し、トランザクションを検証する行為です。ベイカーは、一定量のXTZをステークし、ネットワークのセキュリティに貢献することで、報酬としてXTZを得ることができます。ベイカーは、ネットワークの安定性を維持するために、常にオンラインである必要があり、不正な行為を行った場合には、ステークしたXTZを没収される可能性があります。
2.2 デリゲーション（Delegation）
デリゲーションとは、XTZを保有しているユーザーが、ベイカーにXTZを委任する行為です。XTZを委任することで、ユーザーはベイキングに参加することなく、報酬の一部を得ることができます。デリゲーションは、ネットワークの分散性を高める効果があり、少量のXTZしか保有していないユーザーでも、ネットワークのセキュリティに貢献することができます。ユーザーは、信頼できるベイカーを選択し、委任することができます。ベイカーは、委任されたXTZと自身のXTZを合わせてステークすることで、ブロック生成の確率を高めます。
2.3 rPoSの仕組み
rPoSでは、ベイカーは、自身のXTZだけでなく、デリゲーションされたXTZもステークしてブロック生成を行います。ブロック生成の確率は、ステークしたXTZの量に比例します。また、rPoSでは、ベイカーは、過去のブロック生成履歴に基づいて評価され、評価の高いベイカーほどブロック生成の確率が高くなります。この仕組みにより、不正な行為を行うベイカーは、評価が下がり、ブロック生成の機会を失うため、ネットワークのセキュリティが向上します。さらに、rPoSでは、ベイカーは、自身のブロック生成の責任を他のベイカーに委任することができます。これにより、ベイカーは、ネットワークの負荷を分散し、より効率的なブロック生成を行うことができます。
3. テゾスの省電力化効果
テゾスが採用するrPoSは、PoWと比較して大幅な省電力化を実現しています。PoWでは、マイナーが複雑な計算問題を解くために、大量の計算資源（電力）を消費します。一方、rPoSでは、ベイカーは、複雑な計算問題を解く必要がなく、XTZをステークするだけでブロック生成を行うことができます。そのため、電力消費を大幅に削減することができます。具体的な数値で比較すると、テゾスの電力消費量は、ビットコインの数千分の1程度と言われています。この省電力化効果は、テゾスを環境に優しいブロックチェーンとして位置づける大きな要因となっています。
3.1 オンチェーンガバナンスによる継続的な改善
テゾスは、オンチェーンガバナンスという独自の仕組みを採用しています。オンチェーンガバナンスとは、ブロックチェーン上でプロトコルの変更提案を行い、投票によって決定する仕組みです。テゾスのユーザーは、XTZを保有していることで、プロトコルの変更提案に投票することができます。この仕組みにより、テゾスは、常に最新の技術を取り入れ、より効率的で環境に優しいブロックチェーンへと進化することができます。例えば、過去には、エネルギー効率をさらに高めるためのプロトコル変更提案が可決され、テゾスの省電力化効果が向上しています。
3.2 エネルギー効率の高いノード運用
テゾスのバリデーターは、エネルギー効率の高いハードウェアを使用し、再生可能エネルギーを利用することで、さらなる省電力化を実現しています。また、テゾスのコミュニティは、エネルギー効率の高いノード運用に関する情報を共有し、互いに協力することで、テゾスの環境負荷を低減しています。
4. テゾスのエコフレンドリーな取り組み
テゾスは、ブロックチェーン技術の環境負荷を低減するために、様々な取り組みを行っています。例えば、テゾスは、カーボンオフセットプログラムに参加し、テゾスのネットワーク運用によって発生するカーボンフットプリントを相殺しています。また、テゾスは、環境保護団体と連携し、環境保護活動を支援しています。さらに、テゾスは、環境に配慮したプロジェクトを支援するための基金を設立し、持続可能な社会の実現に貢献しています。
5. まとめ
テゾスは、rPoSという革新的なコンセンサスアルゴリズムを採用することで、PoWと比較して大幅な省電力化を実現しています。また、オンチェーンガバナンスによる継続的な改善や、エネルギー効率の高いノード運用、カーボンオフセットプログラムへの参加など、様々なエコフレンドリーな取り組みを行っています。これらの取り組みにより、テゾスは、環境に優しいブロックチェーンとして、持続可能な社会の実現に貢献しています。ブロックチェーン技術の普及には、環境負荷の低減が不可欠であり、テゾスはその先駆けとなる存在と言えるでしょう。今後、テゾスが、より多くの人々に利用され、環境に優しいブロックチェーン技術の普及を牽引していくことが期待されます。
