ブロックのマイニング

ビットコインやその他の暗号通貨におけるマイニングプロセスは、2つの主要な目的を持つ重要な仕組み。

• 新しいトランザクションをブロックチェーンに追加し、それらを保護・検証すること；
• 新しいビットコインを流通に導入すること。

以下の要約では、これまでに扱った重要なポイントを振り返り、マイニングプロセスの仕組みについてさらに詳しく説明。

1. トランザクションの検証

マイナーは、ビットコインネットワークのメモリプールからトランザクションを収集することからプロセスを開始。これらはユーザーによって行われ、確認されてブロックチェーンに追加されるのを待っているトランザクション。マイナーは、トランザクション手数料などの要素に基づいて、次のブロックに含めるトランザクションを選択。手数料が高いトランザクションが優先される傾向。マイナーがトランザクションを選択した後、それらをブロックにまとめる。

次の図はこの概念を分かりやすく示すもの。

まず、ユーザー（'n' 人いると仮定）がそれぞれの取引を提出し、取引処理のために支払う意思のある手数料を添えます。これらの取引はメモリプール（メンプールとも呼ばれる）に送られ、これはマイナーによって承認される前の取引が一時的に保管される領域です。メモリプール内の取引は Tx1 から Txm までで表され、'm' はプール内で待機している取引の任意の数を示します。最後に、マイナーは手数料に基づいてメモリプールから新しいブロックに含める取引を選択します。

2. プルーフ・オブ・ワークの解決

マイニングプロセスの中心は、**プルーフ・オブ・ワーク（PoW）**と呼ばれる暗号学的パズルを解くことです。このパズルは解くのが意図的に難しく、ネットワークが検証するのは容易であるように設計されています。特定のターゲット値未満となるハッシュを生成する必要があります。

ノンスは、マイナーがパズルを解くために各試行ごとに変更する数値です。ノンスを変更し、ブロックのデータをハッシュ化することで、マイナーは毎回異なるハッシュ出力を生成します。

ネットワークによって設定されたターゲットハッシュ以下となるハッシュ値を生成するナンスを見つけることが目標。最初に有効なハッシュを生成するナンスを見つけたマイナーが、新しいブロックをブロックチェーンに追加する権利を獲得。

3. ブロックの承認と報酬

マイナーがパズルを解くことに成功すると、新しいブロックをネットワーク全体にブロードキャストし、検証を受ける。他のノードは、トランザクションやハッシュの正当性を含めてブロックの有効性を確認。有効と判断されると、ブロックチェーンに追加され、マイナーには新規発行ビットコイン（ブロック報酬）およびブロックに含まれるトランザクションの手数料が与えられる。

上記のように、プロセスはシンプル。ブロックがマイニングされ、伝播され、検証されると、直前のブロックの直後にブロックチェーンへ追加される。

難易度調整

ビットコインネットワークは、約2週間ごと、または2,016ブロックごとにマイニングパズルの難易度を自動的に調整します。この調整により、ネットワーク上の総マイニングパワーに関係なく、新しいブロックが見つかる平均時間が約10分に保たれます。より多くのマイナーがネットワークに参加し、ハッシュレートが増加すると、難易度も上昇します。逆に、マイナーがネットワークから離れ、ハッシュレートが減少すると、難易度も下がります。