マージマイニング

マージマイニングとは？

マージマイニングとは、マイナーが同じハッシュ計算を使って、複数のブロックチェーンを同時に保護できるProof of Work（PoW）のマイニング方式です。

マージドマイニング、またはAuxiliary Proof-of-Workとも呼ばれ、AuxPoWと略されることもあります。

マージマイニングでは、一方のブロックチェーンが親チェーン、もう一方が補助チェーンとして機能します。

親チェーンでは、マイナーがメインとなるProof of Workの処理を行います。

補助チェーンは、親チェーン上で行われたマイナーの作業が補助チェーンでも有効であることを示す証明を受け入れます。

Bitcoin Wikiのマージドマイニング仕様では、Auxiliary Proof-of-Workを通じて、あるブロックチェーン上で行われた作業を複数のチェーンで利用することと定義されています。

簡単に言えば、マージマイニングを使うと、マイナーはそのネットワーク専用のマイニング環境を別途用意しなくても、追加のProof of Workネットワークを支援できます。

これにより、小規模なチェーンのセキュリティ向上につながる可能性があるほか、マイナーは追加報酬を得られる可能性があります。

マージマイニングの仕組み

2つのブロックチェーンが互換性のあるProof of Workアルゴリズムを採用し、補助チェーンがAuxPoWブロックを受け入れるよう設計されている場合、マージマイニングが可能になります。

マイナーは通常どおり親チェーン向けの作業を作成します。

同時に、マイニングソフトウェアは親チェーンのマイニングデータに、補助チェーンのブロックへのコミットメントまたは参照情報を含めます。

その後、マイナーは通常どおりハッシュ計算を行い、有効なProof of Workの解を探します。

その解が親チェーンの難易度を満たせば、有効な親チェーンのブロックになり得ます。

同じ解が補助チェーンの難易度も満たす場合、Proof of Workの証明として補助チェーンに提出できます。

解が親チェーンの難易度を満たさなくても、補助チェーンのより低い難易度を満たす場合は、補助チェーンで引き続き利用できる可能性があります。

Rootstockの開発者向けドキュメントによると、両方の難易度を満たす解は両ネットワークに提出でき、補助チェーンの難易度のみを満たす解は補助チェーンだけに提出できます。

親チェーンと補助チェーン

親チェーンとは、実際のマイニング作業が行われるブロックチェーンです。

補助チェーンとは、親チェーンでマイニング作業が行われたことを示す証明を受け入れるブロックチェーンです。

通常、親チェーンが補助チェーンを理解したり検証したりする必要はありません。

そのため、マイナーが補助チェーン用の追加データを含めても、親チェーンは通常どおり稼働を続けられます。

補助チェーンは、AuxPoWデータを検証できるよう設計されている必要があります。

したがって、すべてのProof of Workチェーンが自動的にマージマイニングを利用できるわけではありません。

補助チェーン側で、互換性のあるマイニングアルゴリズム、ソフトウェア対応、コンセンサスルールが必要です。

Auxiliary Proof-of-Work

Auxiliary Proof-of-Workは、マージマイニングを可能にする技術的な仕組みです。

AuxPoWにより、補助ブロックとの適切な紐付けが行われていれば、補助ブロックチェーンは親ブロックチェーン向けに行われたProof of Workを信頼できます。

補助チェーンは提出された証明を確認し、マイナーの作業が独自の難易度ルールを満たしているかを検証します。

これは、補助チェーンが親チェーンと同一になるという意味ではありません。

補助チェーンには引き続き、独自のブロック、トランザクション、ルール、報酬、ネットワーク参加者が存在します。

AuxPoWは、補助チェーンが親チェーンの有効なマイニング作業を再利用できるようにする仕組みにすぎません。

マージマイニングが重要な理由

Proof of Workのセキュリティは、ハッシュパワーに大きく依存するため、マージマイニングは重要です。

ハッシュパワーの低い小規模なProof of Workチェーンは、マイナーの多い大規模なチェーンよりも攻撃を受けやすい場合があります。

互換性のある大規模チェーンのマイナーによる作業を受け入れることで、補助チェーンはブロックを保護するマイニングパワーを増やせる可能性があります。

これにより攻撃のコストが高まり、ネットワークへの信頼性が向上する可能性があります。

マージマイニングは、マイナーの採算性向上にもつながる可能性があります。

マイナーは親チェーンでのメインのマイニングを続けながら、補助チェーンから報酬や手数料を得られる場合があります。

これにより、別のマイニング機器を用意せずに追加の収益源を得られる可能性があります。

Rootstockの公式マージドマイニングページでは、マイナーは既存のBitcoinマイニングインフラを再利用してRootstockを保護し、追加の機器を用意せずにネットワーク手数料を得られると説明されています。

マージマイニングとマイニング報酬

マージマイニングでは、マイナーが複数のチェーンから報酬を得られる場合があります。

親チェーンからは、通常のブロック報酬とトランザクション手数料が得られる可能性があります。

補助チェーンからは、独自のブロック報酬、トランザクション手数料、その他のインセンティブが得られる場合があります。

具体的な報酬体系は、補助チェーンの設計によって異なります。

マージマイニングを採用するチェーンの中には、補助チェーンのネイティブコインでマイナーに報酬を支払うものもあります。

補助ネットワークに関連するトークンで手数料を支払うものもあります。

マイナーは追加報酬が、運用環境の構築、ソフトウェア統合、ノードの維持、流動性リスクに見合うかを評価する必要があります。

追加報酬が保証されるわけではありません。ネットワークの活動状況、マイニングプールの対応、市場の需要、補助チェーンの経済設計などに左右されます。

マージマイニングとセキュリティ

マージマイニングは、補助チェーンが利用できるProof of Workのパワーを増やすことで、補助チェーンのセキュリティを向上させる可能性があります。

親チェーンのマイナーが多数、補助チェーンもマイニングしている場合、補助チェーンへの攻撃が難しくなる可能性があります。

これは、独立したマイナーを十分に集めるのが難しい小規模なProof of Workネットワークに特に有用です。

ただし、マージマイニングによってチェーンが自動的に安全になるわけではありません。

補助チェーンには、適切なコンセンサスルール、信頼性の高いノード、活発な開発者、強力なインセンティブ、幅広いマイナーの参加が引き続き必要です。

マージマイニングを行うマイニングプールが少数に限られると、補助チェーンがそれらのプールに依存する可能性があります。

ハッシュパワーの合計が大きく見えても、中央集権化のリスクが生じることがあります。

マージマイニングとBitcoin

一部の補助チェーンがBitcoinのProof of Workを再利用するよう設計されているため、マージマイニングはBitcoinとの関連でよく取り上げられます。

この方式では、マイナーはBitcoinのマイニング作業を行いながら、補助チェーンのブロックへのコミットメントを含めます。

Bitcoinネットワークは、補助チェーンのルールを検証する必要はありません。

補助チェーンが、マイニング作業と自身のブロックが紐付いていることを示す証明を検証します。

Bitcoinの開発者ガイドでは、Proof of WorkとブロックヘッダーがBitcoinブロックチェーンの保護にどのように役立つかが説明されています。

マージマイニングはProof of Workを基盤とし、互換性のある別のチェーンが独自のAuxPoWルールに基づいて同じ作業を認識できるようにします。

マージマイニングとNamecoin

Namecoinは、暗号資産分野におけるマージマイニングの初期かつ著名な事例の一つです。

Namecoinの公式サイトによると、NamecoinはBitcoinから最初にフォークしたプロジェクトであり、マージドマイニングを初めて実装したプロジェクトです。

Namecoinは、分散型のネーミングやアイデンティティ関連の用途にブロックチェーン技術を利用しています。

そのマージマイニングの歴史は、小規模なProof of Workチェーンが、互換性のある大規模チェーンのマイニング作業を再利用できることを示した点で重要です。

これにより、後続のネットワークにとってマージマイニングが実用的なモデルとなりました。

マージマイニングとサイドチェーン

大規模なチェーンからProof of Workによるセキュリティを得たいサイドチェーンや関連ブロックチェーンネットワークでも、マージマイニングが利用される場合があります。

たとえばRootstockは、Bitcoinと互換性のあるProof of Workを使ってマージマイニングを行います。

Rootstockのドキュメントによると、両チェーンがdouble SHA-256のProof of Workを採用しているため、ネットワークはBitcoinと同時にマイニングできます。

これにより、マイナーは通常の親チェーンでのマイニングを続けながら、サイドチェーンの保護にも貢献できます。

サイドチェーンのマージマイニングは、大規模なマイニングエコシステムにセキュリティを依存しながら、スマートコントラクト、決済、その他のアプリケーションを支えられる可能性があります。

一方で、サイドチェーンにはブリッジ、コンセンサス、ノード、ガバナンスに関する独自のリスクが残ります。

マージマイニングのメリット

1つ目のメリットは、マイナーの効率が向上することです。

マイナーは同じハッシュ計算を複数の互換性のあるチェーンに利用できます。

2つ目のメリットは、追加収益の可能性です。

マイナーは親チェーンの報酬に加えて、補助チェーンの報酬や手数料を得られる場合があります。

3つ目のメリットは、補助チェーンのセキュリティ強化です。

小規模なチェーンは、大規模なマイニングエコシステムとつながることで、より多くのハッシュパワーを引き付けられる可能性があります。

4つ目のメリットは、機器面の負担が軽いことです。

Proof of Workアルゴリズムに互換性があれば、補助チェーン専用の物理的なマイニング環境を別途用意する必要は通常ありません。

5つ目のメリットは、エコシステムの成長です。

マージマイニングは、ユーザー、アプリケーション、経済活動を育てる間、実験的なProof of Workネットワークの存続を支える可能性があります。

マージマイニングのリスク

1つ目のリスクは、マイナーの中央集権化です。

マージマイニングに対応する大規模プールが少数に限られると、補助チェーンがそれらのプールに大きく依存する可能性があります。

2つ目のリスクは、補助チェーンのインセンティブ不足です。

補助チェーンの報酬が低すぎると、マイナーが参加しなかったり、支援をやめたりする可能性があります。

3つ目のリスクは、運用の複雑さです。

マイニングプールには、追加のノード、ソフトウェア、監視、報酬支払いシステム、ブロック提出ロジックが必要になる場合があります。

4つ目のリスクは、セキュリティに関する誤った前提です。

実際の参加が一部に集中していたり、一貫していなかったりするにもかかわらず、チェーンが高いマージマイニングのハッシュパワーをうたう場合があります。

5つ目のリスクは、ソフトウェアのバグです。

AuxPoWの検証、ブロックへのコミットメント、プールとの連携は正しく実装されなければなりません。

6つ目のリスクは、流動性リスクです。

補助チェーンの追加報酬は売却が難しかったり、市場価値が大きく変動したりする可能性があります。

マージマイニングと通常のマイニングの違い

通常のマイニングでは、一度に1つのProof of Workブロックチェーンを対象とします。

マイナーは候補ブロックを作成してハッシュ計算を行い、有効なブロックをその1つのネットワークに提出します。

マージマイニングでは、同じハッシュ計算を親チェーンと1つ以上の補助チェーンの支援に利用できます。

通常の意味で、マイナーがチェーン間でハッシュパワーを分割するわけではありません。

代わりに、チェーンに互換性がある場合、同じProof of Workの試行を再利用します。

これは、マイニングパワーをあるコインから別のコインに切り替えることとは異なります。

マージマイニングでは、同じ作業を複数のネットワークで同時に利用できる場合があります。

マージマイニングとマルチマイニングの違い

マージマイニングは、通常のマルチマイニングとは異なります。

マルチマイニングとは、採算性に応じて異なるコイン間でマイニング機器を切り替えることを指す場合があります。

また、複数のネットワークに対して別々の機器やマイニング処理を稼働させることを指す場合もあります。

マージマイニングでは、互換性のあるチェーンに対して同じProof of Workの処理を利用します。

この違いは重要です。通常のマルチマイニングではハッシュパワーを分割する場合がありますが、マージマイニングでは親チェーンと補助チェーンの間で同じように分割する必要がありません。

AuxPoWのルールに基づいて証明が有効であれば、補助チェーンは親チェーンのマイニング作業からセキュリティを得られます。

マージマイニングとThe Mergeの違い

マージマイニングをThe Mergeと混同しないようにしましょう。

The Mergeとは、EthereumがProof of WorkからProof of Stakeへ移行したことを指します。

マージマイニングとは、互換性のあるブロックチェーンがマイニング作業を共有できるようにするProof of Workの技術です。

名称は似ていますが、指している概念は大きく異なります。

マージマイニングは、マイナー、ハッシュパワー、AuxPoW、互換性のあるProof of Workチェーン間でのブロック検証に関するものです。

The Mergeは、ネットワークのコンセンサスメカニズムをマイニングからステーキングへ変更することに関するものです。

マージマイニングを行うチェーンの評価方法

まず、どの親チェーンのマイニング作業を利用しているかを確認しましょう。

補助チェーンが親チェーンと同じProof of Workアルゴリズムを採用しているかを確認します。

補助チェーンのマージマイニングを支援するマイニングプールやマイナーがどれほどいるかを調べましょう。

補助チェーンに活発なノード、開発者、ユーザー、アプリケーションが存在するかを確認します。

マイナーがそのチェーンを支援し続ける理由を理解するため、報酬モデルを確認しましょう。

AuxPoWの検証に関する明確な技術ドキュメントが公開されているかを確認します。

少数のプールに過度に依存していないかを調べましょう。

優れたマージマイニングチェーンには、実用性、透明性のあるマイナー参加、信頼できるソフトウェア、持続可能なマイナー向けインセンティブが必要です。

マージマイニングに関するよくある誤解

よくある誤解の1つは、マージマイニングによって無料でセキュリティが得られるというものです。

セキュリティの向上につながる可能性はありますが、マイナー、プール、ノード、ソフトウェアには依然としてインセンティブと保守が必要です。

もう1つの誤解は、親チェーンが補助チェーンを検証するというものです。

多くのマージマイニング設計では、親チェーンは補助チェーンの存在を知る必要がありません。

3つ目の誤解は、マージマイニングによって常にマイニングパワーが分割されるというものです。

マージマイニングの目的は、通常の意味でハッシュパワーを分割することではなく、同じProof of Workを再利用することです。

4つ目の誤解は、マージマイニングによってあらゆる攻撃リスクがなくなるというものです。

補助チェーンには、中央集権化、ソフトウェア、ガバナンス、流動性、インセンティブに関するリスクが残ります。

5つ目の誤解は、どの2つのブロックチェーンでもマージマイニングを利用できるというものです。

通常は、互換性のあるProof of Workアルゴリズムと、補助チェーンのコンセンサスルールによる対応が必要です。

よくある質問

暗号資産におけるマージマイニングとは何ですか？

マージマイニングとは、マイナーが同じハッシュ計算を使って、互換性のある複数のブロックチェーンを保護できるProof of Workの方式です。

Auxiliary Proof-of-Workとは何ですか？

Auxiliary Proof-of-Work（AuxPoW）とは、補助ブロックチェーンが親ブロックチェーン上で行われたProof of Workを受け入れられるようにする仕組みです。

マージマイニングではハッシュパワーが分割されますか？

いいえ。通常のようにハッシュパワーを分割するのではなく、互換性のあるチェーン間で同じハッシュ計算を再利用します。

マージマイニングにおける親チェーンとは何ですか？

親チェーンとは、マイナーがメインとなるProof of Workのマイニング処理を行うブロックチェーンです。

マージマイニングにおける補助チェーンとは何ですか？

補助チェーンとは、AuxPoWルールを通じて親チェーンのマイニング作業による証明を受け入れるブロックチェーンです。

どのブロックチェーンでもマージマイニングを利用できますか？

いいえ。通常、互換性のあるProof of Workアルゴリズム、補助チェーンのコンセンサスによる対応、マイニングソフトウェアの統合が必要です。

マイナーがマージマイニングを行う理由は何ですか？

マイナーは親チェーンで通常のマイニングを続けながら、追加の報酬や手数料を得るためにマージマイニングを利用する場合があります。

マージマイニングで小規模なチェーンの安全性は高まりますか？

より多くのハッシュパワーを利用できるため、セキュリティが向上する可能性があります。ただし、セキュリティは参加状況、インセンティブ、実装の品質にも左右されます。

マージマイニングはThe Mergeと同じですか？

いいえ。マージマイニングはProof of Workのマイニング方式であり、The MergeはEthereumがProof of WorkからProof of Stakeへ移行したことを指します。

マージマイニングの主なリスクは何ですか？

主なリスクには、マイナーの中央集権化、インセンティブ不足、ソフトウェアのバグ、プールへの依存、流動性の問題、セキュリティに関する誤った前提などがあります。

まとめ

マージマイニングは、互換性のあるブロックチェーンが同じマイニング作業を共有できるようにする、重要なProof of Workの概念です。

補助チェーンは大規模なマイニングエコシステムからセキュリティを得られる可能性があり、マイナーは追加報酬を得られる場合があります。

中核となる仕組みはAuxiliary Proof-of-Workで、補助チェーンが親チェーン上で有効なマイニング作業が行われたことを検証できます。

マージマイニングは、効率を高め、小規模なネットワークを強化し、通常のようにハッシュパワーを分割せずに新たなブロックチェーンの用途を支える可能性があります。

ただし、完璧なセキュリティソリューションではありません。

補助チェーンには、持続可能なインセンティブ、活発なユーザー、堅牢なソフトウェア、分散化されたマイナー参加、明確な技術設計が引き続き必要です。

ユーザーやマイナーは、ハッシュパワーを共有すればすべてのリスクがなくなると考えず、マージマイニングを行うチェーンを慎重に評価する必要があります。

適切に実装されれば、マージマイニングはProof of Workのエコシステムをより効率的かつ安全にし、マイナーと補助ネットワークの双方にとって経済的な有用性を高める可能性があります。