コンセンサスメカニズムはブロックチェーン技術の中心的な要素であり、分散型ネットワークが信頼不要な環境で台帳の状態に合意することを可能にします。20種類以上の異なるメカニズムが存在しますが、ここでは最も広く利用されているもの、特にトランザクションの検証方法や新しいブロックがブロックチェーンに追加される方法を決定するものに焦点を当てて解説します。

プルーフ・オブ・ワーク（PoW）

プルーフ・オブ・ワークはビットコインによって導入された最初のコンセンサスメカニズムです。復習すると、PoWではマイナーが複雑な暗号パズルを解く必要があり、最初にパズルを解いたマイナーが次のブロックをブロックチェーンに追加する権利と暗号通貨による報酬を得ます。このメカニズムは、計算作業に多大なコストがかかるため、攻撃を非常に困難にし、ネットワークのセキュリティを提供します。しかし、そのエネルギー消費量の多さから、より持続可能な代替手段の開発が進められています。

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）

プルーフ・オブ・ステークは、PoWの省エネルギーな代替手段として登場し、Ethereumなどの主要なブロックチェーンで利用されています。マイニングの代わりに、バリデーターが新しいブロックを作成するために選ばれますが、その選出は保有している暗号通貨の量とステーク（担保としてロックすること）に基づいています。この仕組みにより、ネットワークのセキュリティが大規模な計算処理に依存しなくなるため、エネルギー消費が大幅に削減されます。

PoSはまた、参加者が暗号通貨を保有し続けるインセンティブを与えるため、価値の維持にも寄与します。しかし、より多くのステークを持つ個人がバリデーターに選ばれる確率が高くなるため、中央集権化の懸念もあります。

以下の図は、PoW（左）とPoS（右）の比較です。

デリゲーテッド・プルーフ・オブ・ステーク（DPoS）

デリゲーテッド・プルーフ・オブ・ステーク（DPoS）は、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）コンセンサスモデルの進化形。DPoSでは、暗号通貨の保有者が投票によって、トランザクションの検証とブロック生成を担当するウィットネス（デリゲート、バリデーター）を一定数選出。

この仕組みは、信頼できるノードにブロック生成の役割を委任することで、効率性とスケーラビリティを高め、コンセンサス達成に必要なノード数を削減。DPoSは、分散性と効率性のバランスを目指し、全ノードが直接コンセンサスプロセスに参加する必要がない、Proof of Workよりもエネルギー効率の高い代替案を提供。

• 候補者：ノードはウィットネス候補として登録可能。コミュニティメンバーがこれらの候補者を評価し、投票で支持できる；
• トークンによる投票：トークン保有者は自身のトークンで投票。保有トークンが多いほど、投票権も大きくなる；
• ウィットネス：最も多くの票を獲得した上位N名の候補者が、ブロック生成を担うウィットネス（バリデーター）として選出。

リースド・プルーフ・オブ・ステーク（LPoS）

リースド・プルーフ・オブ・ステーク（LPoS）は、コインの所有権を移転せずに、保有者がバリデーターにステーキングパワーを貸し出せるPoSのバリエーション。PoSと同様に、LPoSシステムのバリデーターは、他の保有者からリースされたトークンを含む総ステーク量に基づいて選出。この仕組みにより、バリデーターの実効的なステーキングパワーが増加し、バリデーターに選ばれる確率が向上。その結果、より多くの参加者が自身のステークコインを通じてネットワークセキュリティやコンセンサスプロセスに貢献可能。

以下の図は、LPoSの仕組みを分かりやすく示すもの。

その他のメカニズム

本章で解説した残り4つのコンセンサスメカニズムについて、以下の表にまとめています。この情報は任意であり、必要に応じて参照可能。