マイニングって言葉は聞いたことがあっても、「そもそもマイニングの仕組みってどうなっているんだろう？」と素朴な疑問が浮かんできました。
仮想通貨のニュースとか読んでいると、マイニングの話題が出てきたりしますが、正直なところ
「わかったような、わからないような・・・」という感じ。
そこで、マイニングの仕組みと報酬を、ビットコインの開発者向け資料などの一次情報をもとに整理しました。
今回は、マイニングについてわかりやすく解説したいと思います。
この記事を読めば、
- そもそも、マイニングってなんだっけ？
- マイニングの仕組みは？
- ビットコインのマイニング報酬は誰が払うの？
- マイニング報酬は現在いくら？
- ビットコインの発行量が終わったらどうなるの？
という疑問が解決できます！
マイニングについて詳しくなると、仮想通貨の仕組みについてより理解が深まるはずです！
ビットコインのマイニング報酬は誰が払う？マイニングの仕組みについて解説
ビットコインのマイニングの仕組みや報酬について噛み砕いて説明します。
ビットコインのマイニングの仕組みと報酬
マイニング(採掘)というと、「ビットコインを掘り当てて報酬をもらうこと」というイメージで語られることがあります。
報酬がもらえるのは確かですが、それは仕組みの一部です。
本来マイニングとは、マイナー(マイニングをする人)がビットコインの送金取引が不正なく行われているかをチェックする作業。
そして、その報酬としてビットコインがもらえる仕組みになっています。
マイニングの具体的な作業としては、ビットコインの取引を記録したブロックを一つ一つ繋ぐためにハッシュ関数を計算することです。
ハッシュ関数など具体的な作業については記事後半で説明します。
ブロックの生成は約10分に1つで、マイニング報酬がもらえるのは1つのブロックに対し1つのコンピューター(ノードと言います)。
なので、世界中のマイナーとの勝負に勝たなくてはならないことになります。
なんだか勝敗を競うゲームのようにも感じられますね。
やっていることはビットコイン取引の管理なので、一番早く・正確に管理をしてくれた人に報酬が支払われるというわけです。
ただのお金稼ぎかと思いきや、国や企業などの管理者がいないビットコインを、マイナーたちがきちんと管理して安全に守ってくれていたんですね。
マイニング報酬は誰が払うの？
では、マイニング報酬は誰が払っているのでしょうか。
特定の管理者がいないので、もちろん誰かが支払ってくれているわけではありません。
ビットコインの取引の記録を、一番早く・正確に管理してくれた人にで報酬をあげるようシステムにプログラミングされているのです。
例えば、たくさんのマイナーたちの中でAさんが報酬としてビットコインをもらえる権利を得たとします。
Aさんは、自分が作るブロックの1番目に「Aに○BTC送金」という特別な取引（コインベース取引）を書き込めます。
受け取れる額（ブロック報酬）は、新しく発行されるビットコイン（新規発行分）と、そのブロックに入れた取引の手数料の合計です。
この取引も他の取引と同様にブロックに書き込まれます。なお、コインベース取引で受け取ったビットコインは、その後100ブロックが積み上がるまで使えない決まりになっています。
出典：Bitcoin Developer Guide「Block Chain」（英語）
ビットコインの発行量が終わったらどうなる？
すでに知っている方もいると思いますが、ビットコインは発行できる量の上限が約2,100万枚とされています。
2100万枚の発行量が終わってしまったら、マイニング報酬はもらえるのかについて説明します。
発行量が終わったら報酬はどうなる？
「ビットコインの発行上限数に達してしまったらマイニング報酬はなくなるの？」と疑問に思ったりしませんか？
マイニング報酬は
- 新規発行されたビットコイン
- 送金手数料
がもらえます。
発行上限数に達した後は、送金手数料だけが報酬になると見込まれています。
bitcoin.org のFAQも、発行が上限に達した後は、マイナーはおそらく多数の小さな取引手数料だけで支えられることになるとしています。また、最後のビットコインが発行された後もマイニングは必要だと説明しています。つまり、新規発行が止まってもマイニングそのものが終わるわけではありません。
出典：bitcoin.org「Frequently Asked Questions」（英語）
半減期によって発行量が調整されている！
ビットコインには半減期があり、210,000ブロックの更新を終えるごとに、1ブロックあたりの新規発行数が半分になる仕組みです。
ブロックはおよそ10分に1つ更新されるため、半減期はおよそ4年ごとに来ます。
現在の新規発行は1ブロックあたり3.125BTCで、日本時間2024年4月20日の半減期で6.25BTCから3.125BTCになりました（2026年10月8日確認）。
発行できる量（発行可能数）は20,999,999.9769BTCとされています。
出典：日本暗号資産等取引業協会「取扱暗号資産及び暗号資産概要説明書」（掲載のExcelファイル内のビットコインの項）
マイニング報酬は現在いくら？半減期ごとの新規発行の推移
ビットコインの代表的なソフトウェア「Bitcoin Core」のソースコードでは、1ブロックあたりの新規発行は50BTCから始まり、210,000ブロックごとに半分になると定められています。
ブロックの番号（ブロック高）ごとの新規発行は、次のとおりです。
| ブロック高 | 1ブロックあたりの新規発行 |
|---|---|
| 0〜209,999 | 50BTC |
| 210,000〜419,999 | 25BTC |
| 420,000〜629,999 | 12.5BTC |
| 630,000〜839,999 | 6.25BTC |
| 840,000〜1,049,999（現在） | 3.125BTC |
| 1,050,000〜1,259,999（次の半減期の後） | 1.5625BTC |
マイナーが実際に受け取るのは、この新規発行分に、そのブロックに入れた取引の手数料を足した額です。手数料はブロックごとに変わるため、報酬の合計も毎回同じではありません。
ソースコードの注記では、半減は「およそ4年ごと」に起きるとされています。実際の時期は、ブロックが生成されるペースによって前後します。
出典：Bitcoin Core ソースコード「validation.cpp」（GetBlockSubsidy。英語）、同「chainparams.cpp」（nSubsidyHalvingInterval = 210000。英語）
マイニングとは？ハッシュ値など詳しく解説！
記事前半ではカンタンにマイニングの仕組みについて触れましたが、以下ではより詳しくマイニングについて解説します。
専門用語が出てきますが、なるべく噛み砕いて説明します。
マイニングとは、取引のデータが正しいか確認してブロックをつなげていく作業のことです。
ちょっと難しく、抽象的に言うと、
今まで取引データの入ったブロックとこれから追加するブロックの整合性を記録すること。
今までのブロックが正しいことを証明しつつ、新しいブロックも不正がないものである事を証明するという事なんですね。
では具体的にどういった方法で証明しているのでしょうか？
ハッシュ関数・ハッシュ値とは？
マイニングに関する用語を3つご説明します。
- トランザクション=「誰が・いくら・誰に送金したか」などの取引データ
- ハッシュ関数=データから、決まった長さの値を作り出す計算方法
- ハッシュ値=ハッシュ関数で計算した結果の値
取引データには「誰が・いくら・誰に送金したか」という内容が書いてあります。
取引データの事をトランザクションとも言います。
取引データが後から書き換えられないようにするための工夫が、ハッシュ値です。
トランザクションはハッシュ関数で計算したハッシュ値にまとめてブロックに記録します。
ブロックには1つ前のブロックのハッシュ値も記録されてつながっているため、取引を書き換えるには、その取引を記録したブロックと、後に続くすべてのブロックを書き換える必要があります。
「Aさんが2BTCをBさんに送金」というトランザクションはハッシュ関数により、決まった長さの英数字(ハッシュ値)になります。
『gjei38f7fnde7g95k6930fmvjdurkg8d73620fjr7dh39kfmvue837g6k502ltjp』
(これ↑は適当に作りました(^^;))
トランザクションはブロックに入れられて、ブロックチェーンに繋げられます。
このブロック自体もハッシュ関数によってハッシュ値に変換されています。
マイニングの目的は、今まで取引データの入った最後尾のブロックとこれから追加するブロックの整合性を記録することでしたね。
最後尾のブロックに新しいブロックを繋げるために、ハッシュ関数を計算して鍵となる「ノンス」という任意の数値を探します。
「最後尾のブロックのハッシュ値」
「新しいブロックのハッシュ値」
「任意の数値(ノンス)」
をハッシュ関数にかけます。
ハッシュ関数にかけて出された答えが、決められた目標値より小さくなればOK！
目標値は、2,016ブロックごとに、2週間を目安として調整されます。目標値が小さいほど、見つけるまでに必要な計算の回数は増えます。
出典：Bitcoin Developer Guide「Block Chain」（英語）
その時の任意の数値(ノンス)が最後尾のブロックと新しいブロックの整合性を証明する鍵になります。
マイニングとは、ハッシュ関数の答えが目標値より小さくなる「任意の数値(=ノンス)」を探す作業というワケです。
ハッシュ関数の答えがブロックを繋ぐ鍵になるわけではないんですね。
ノンスを探すには、
ハッシュ関数の答えが目標値より小さくなるまでずーーっと数字を当てずっぽうに当てはめて計算していきます。
数値を入れて計算し、間違ってたらやり直す・・・をひたすら繰り返す。
そして1番最初にノンスを見つけたコンピューターに対して報酬が支払われます。
- ブロックチェーンに新しいブロックを繋げて整合性を証明すること
- ハッシュ関数を使ってブロックとブロックを繋ぐ鍵になる「ノンス(任意の数字)」を見つける作業
- 「ノンス(任意の数字)」はひたすら計算しないと見つからない
- 1番早く正解を出したら報酬Get！
成功する確率がすごく低くて、広ーい草原の中から四つ葉のクローバーを見つけるようなものですね。
マイニングは「金の採掘」に似ているということから採掘とも呼ばれます。
鉱山からどこに眠っているか分からない『金=BTC』をあちこち掘ってみて見つけ出す作業というイメージですね。
マイニングによって中央管理者が不要に
マイニングをコンピューター(ノードといいます)が競い合って行うことで、中央管理者がいなくてもブロックを正確に記録することができます。
ブロックどうしが前のブロックのハッシュ値でつながっていることで、改ざんしにくい仕組みになっているんです。
なので、『Aさん→Bさんに3BTC送る』というトランザクションを『Aさん→Cさんに3BTC送る』に書き換えるには、そのトランザクションを記録したブロックと、後に続くすべてのブロックを書き換える必要があります。
新しいブロックが最後尾のブロックに繋げられたら、仮想通貨のネットワークにつながっているコンピューター全てに反映されます。
改ざんできたとしても他のコンピューターも書き換えないといけません。
ハッシュ関数を使って改ざんを防ぐ仕組みがマイナーによって支えられているんですね。
しかし、不正をしようとするノードがたくさんあったら、正しく承認をするノードとで2つに分かれます。
悪意のあるノードが過半数になるとネットワークを乗っ取り、不正のあるブロックでも承認してしまう事があり得ます。
これを51%アタックと呼びます。
このようにマイニングやノードによるネットワークは完璧ではないので、多くのマイナーが互いに監視して維持していく必要があるんですね。
マイニングのやり方は？
マイニングって非常に難しいものだと感じますが、個人でマイニングはできないのでしょうか？
仮想通貨によってマイニングの難易度や仕様が異なります。
ビットコインの場合は、超ハイスペックのマイニング専用の機械(ASICと言われます)をたーくさん使って計算します。
こんな感じ↓
ビットコインのマイニングは企業レベルで激しい競争が行われていて、個人でマイニングの報酬を狙うのは難しいのが現状です。
また、報酬として受け取る暗号資産の価格も変動します。
金融庁も「暗号資産は、価格が変動することがあります。」と注意を呼びかけています。
出典：金融庁「暗号資産の利用者のみなさまへ」
マイニングプールへの投資をうたって出資を集める案件の中には、米司法省が「不正なスキーム」として起訴したものもあります。
米司法省の起訴と関係者の有罪答弁は、こちらの記事にまとめています。
▶ ビットクラブネットワークは詐欺？米司法省の起訴と有罪答弁で分かること
以上、ビットコインのマイニングについて詳しくまとめました。
- ブロックチェーンに新しいブロックを繋げて整合性を証明すること
- ハッシュ関数を使ってブロックとブロックを繋ぐ鍵になる「ノンス(任意の数字)」を見つける作業
- 「ノンス(任意の数字)」はひたすら計算しないと見つからない
- 1番早く正解を出したら報酬Get！
マイニングに成功したら自動で報酬がもらえるようにプログラミングされています。
そして、発行枚数が上限に達した後は、ウォレットからウォレットへ送る送金手数料だけがマイナーへの報酬になると見込まれていることもポイントです。
改めてビットコインのマイニングの仕組みを知って、意外とちゃんと考えて作られていることにびっくりしました。
ハッシュ関数など普段耳にしない用語を解説しましたが、知っていると仮想通貨の仕組みがよりわかると思います。
