ノード

初級

暗号資産（仮想通貨）におけるノードとは何か

ブロックチェーンと仮想通貨の文脈におけるノードとは、仮想通貨ネットワークに接続するあらゆるコンピューターを指します。ノードは、取引を検証し、そのセキュリティと完全性を確保することで、ネットワークを維持する上で重要な役割を果たしています。

ノードの種類

ブロックチェーンネットワークにはいくつかの種類のノードがあります。フルノードは、ブロックチェーンプロトコルのルールに照らして取引とブロックを検証する責任を負っており、ネットワークの完全性を維持するために不可欠です。スーパーノードとも呼ばれるリスニングノードは、他のノードにデータを提供する、一般にアクセス可能なフルノードです。マイニングノードは、専用のマイニングソフトウェアとハードウェアを利用し、ブロック報酬を競い合います。最後に、SPVクライアントとも呼ばれるライトノードは、完全なブロックチェーンを保存せず、取引情報をフルノードに依存しています。

役割と責任

フルノードは取引の検証において重要な役割を果たし、すべての取引がネットワークのルールに準拠していることを保証します。さらに、ノードは互いに通信してブロックチェーンの一貫性を維持し、取引データを共有することで、ネットワーク全体の完全性に貢献してます。セキュリティの面では、ノードは取引とブロックを検証することでさらに貢献し、不正行為やダブルスペンディングを効果的に防止し、最終的にネットワーク全体のセキュリティを強化します。

仮想通貨ノード、マイナー、バリデータの違いを理解する

「ノード」と「マイナー」という用語は、仮想通貨の世界ではしばしば同じ意味で使われますが、実際には異なるエンティティを指しています。混乱を解消するため、以下に分けて解説します。

マイナーは、ブロックチェーンに新しい取引ブロックを追加する役割を担う専門的なコンピューターシステムです。新しい通貨をマイニングしたり取引を検証したりするには、マイナーは複雑な数学的パズルを解かなければならず、相当な量のエネルギーを必要とするプロセスとなっています。このプルーフ・オブ・ワークの仕組みは、ブロックチェーンの安全性を確保するために不可欠であり、特にビットコインの場合、マイニングのコストがシステムの不正行為を非現実的なものにしています。

すべてのマイナーがノードである一方で、すべてのノードがマイナーではないことに注意することが重要です。例えば、個人はマイニング活動に従事することなく、ビットコインのコンセンサスをサポートするために仮想通貨ノードを運営することができます。さらに、ネットワークの種類によっても違いがあります。

プルーフ・オブ・ステーク型のネットワークでは、ノードはマイナーではなくバリデーターによって運営されます。しかし、プルーフ・オブ・ステーク型のネットワークであっても、取引検証に関与せずにノードを運営することは可能です。したがって、ノードとバリデーターも、同じ意味で使われる用語ではありません。

ブロックチェーンネットワークにおける仮想通貨ノードの仕組み

異なるブロックチェーン上の仮想通貨ノードにはいくつかのバリエーションがあるかもしれませんが、仮想通貨ノードの機能と役割の一般的な概要を検証してみましょう。

署名された取引の分散：

取引が署名されると、その詳細はノード群に送信されます。これらの最初のノードは、さらに多くのノードにそれを渡し、取引がブロックに含まれるか破棄されるまで続くチェーンを作ります。

メモリープール内の取引の検証：

取引が分散されると、各ノード内のメモリープールに入ります。最初はキューに入れられ、ノードはそれを検証しなければなりません。大半のノードが取引の有効性を確認すると、その取引は保留ステータスに移行し、チェーンに追加する準備が整ったことを示します。逆に、大多数のノードがその取引を無効と判断した場合、その取引は破棄されます。

ブロックへの取引の追加とブロードキャスト：

取引が保留ステータスに達すると、マイナーノードまたはバリデーターノードはそのブロックをネットワークに追加することができます。マイナーまたはバリデーターがそのブロックをチェーンに追加することに成功すると、その取引は不変なものとなります。取引を変更しようとする場合、大多数のノードの承認が必要となり、人気のあるブロックチェーンではその数は数千にもなります。このわかりやすい仕組みが、チェーンの安全性を高めています。

不正を行わないためのインセンティブと抑止力：

一部のノードはネットワークにブロックを追加する役割を担っており、通常、その見返りとして仮想通貨の報酬を得ていることに注意する必要があります。

ビットコインのようなプルーフ・オブ・ワーク型のブロックチェーンでは、ブロックを追加するには、複雑な暗号パズルを解くための相当な計算能力が必要となります。こうしてマイナーは、有効なブロックをチェーンに追加するインセンティブを得るとともに、ブロック報酬のないマイニングは採算が合わないため、不正行為を抑止することができます。

プルーフ・オブ・ステーク型のブロックチェーンでも、参加ノードはブロック報酬を受け取りますが、不適切な行為には明確な抑止力があります。バリデーターは資金のかなりの部分を担保としてロックしなければならず、悪意ある行動をとれば、その担保（ステークとも呼ばれる）は切り捨てられます。このメカニズムにより、継続的なエネルギーコストや高価な設備がなくても、ノードが適切な動作を守ることが保証されます。