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価格とも相関性のあるビットコインのハッシュレートとは?

ハッシュレートは、その通貨の信頼性を示し、価格とも一定の相関性がみられる極めて重要な指標です。

今回はハッシュレートについて、そもそもハッシュレートとは何なのか?といった基本的な概念から、ビットコインのハッシュレートが影響を及ぼした具体的な事例まで詳細に解説しました。

ビットコインのハッシュレートとは?

ハッシュレートとは、『マイニング(採掘)に必要となるマシンの計算力の測定単位のことで、1秒あたりの計算速度をあらわす指標』のことです。
ハッシュレートは、「hash/s」という単位で表示され、一般的には「KH/s」(キロハッシュ)、「MH/s」(メガハッシュ)というように数字と合わせて使用されます。

ビットコインをはじめとした、コンセンサスアルゴリズムにPoW(Proof of Work)を採用している仮想通貨は、ブロードキャストされたそれぞれの取引が正しく行われたものなのかを検証して承認するために、大量の計算が必要な仕組みになっています。

この計算作業(取引の承認作業)のことをマイニングと呼び、マイニングを行う人(マイナー)は、大量の計算を行って取引の正常性を担保することの報酬として、その仮想通貨を一定額受け取れるようになっています。

すなわち、ハッシュレートとは、その仮想通貨にどれだけのマイナーが集まっているか(人気かどうか)を示す指標であり、その仮想通貨の信頼性を表しているとも言えるため、日々取引を行う人にとって非常に重要な指標となっています。

(引用:https://blockchain.info/ja/charts/hash-rate)

ハッシュレートの総和は、仮想通貨市場の発展とともに日々増加しており、現在(2018年3月1日時点)のビットコインのハッシュレートは23,172,169TH/s(テラハッシュ)で、これは1秒間に23,172,169兆回のハッシュ計算が可能なマシンパワーがビットコインに集まっていることを示しています。

また、ハッシュレートとディフィカルティ(マイニング難易度)から自分たちの保有するハッシュレートを使ってどれだけの仮想通貨が採掘できるかが分かるため、ハッシュレートはマイナーにとって極めて重要な指標となっています。

ハッシュレートがなぜ重要なのか?

ハッシュレートは、マイナーにとってだけではなく日々取引を行う人にとっても重要な指標です。

上述の通り、ハッシュレートは取引が正常に行われているかどうかを確認する作業を行うための計算力をあらわしています。つまり、ハッシュレートが高いということは、より多くのマイナーによって取引の正常性が確認されるため、その通貨が安全で信頼できるということをあらわしています。

ハッシュレートが低いと、次のような問題が発生する可能性が高まります。

  • セキュリティの低下
  • 取引の承認速度の遅延
  • 送金手数料の増加

例えばビットコインでは、ビットコインキャッシュがビットコインブロックチェーンからハードフォークによって誕生して数ヶ月の間、ハッシュレートが不安定な状態になり、一時はビットコインキャッシュがビットコインのハッシュレートを逆転する状況が発生しました(詳細は後述)。現在はビットコインの10%程度のハッシュレートをビットコインキャッシュが保持している状況です。

(引用:https://fork.lol/pow/hashrate)

ビットコインからビットコインキャッシュへとハッシュレートが移動した結果、ビットコインではマイナーによって承認されない取引数が一時的に15万件を超え、通常平均10分のブロック生成時間が大幅に遅延し、送金手数料も増加するなどの問題が発生しました。この影響で、ビットコインとビットコインキャッシュ双方の価格も乱高下する事態となりました。

このように、設定されているディフィカルティに対してハッシュレートが低い状態になり、取引の遅延などの問題が発生して価格が下がり、収益性の低下を理由にマイナーがハッシュレートを移動することによって更にハッシュレートが下がるという負のスパイラル現象のことを、チェーンデススパイラル(Chain Death Spiral)と呼ばれています。
チェーンデススパイラルは、ビットコインが終了する可能性のあるひとつのシナリオとして考えられています。ビットコインでは、現在2016ブロックが生成されるごとにマイニングの難易度(ディフィカルティ)がハッシュレートに応じて調整されるようになっていますが、次の難易度調整のタイミングまで多量のブロックを残した状態でハッシュレートが大きく下がる事態が発生すると、1ブロックの生成に多くの時間がかかるようになり、最終的に1ブロックも掘れない状態で停滞してしまう可能性が指摘されています。

そのため、ハッシュレートは仮想通貨の信頼性を示す指標であり、仮想通貨の価格や将来性にも影響をおよぼす指標であるといえます。

ハッシュレートと価格の相関性

ハッシュレートは、仮想通貨の価格とも一定の相関性が見られます。
ハッシュレートはマイナーのもつ計算力の総和であり、マイナーは自らの持つハッシュパワーを用いてどの仮装通貨をマイニングするかを選ぶことができます。そのため、マイナーは原則として収益性の高い仮想通貨のマイニングを行います。

ある通貨の価格が高くなると収益性が高まるため、マイナーが集まってハッシュレートが上がり、また価格が下がれば収益性が低まるため、マイナーが離れて他の仮想通貨をマイニングするようになります。また、マイナーが集まりすぎると収益性が低下するため、マイナーが他の通貨に移ったり、その逆で価格と比較してハッシュレートが低すぎる場合は競争が少ないためマイナーが集まるといった現象が起こっています。
実際に、これまでのハッシュレートの推移とビットコインの価格の推移を見てみると、ハッシュレートとビットコインの価格に一定の相関性があることがわかります。

(引用:https://bitinfocharts.com/comparison/hashrate-price-btc.html#1y)

もちろん、ハッシュレートだけが価格に影響しているわけではなく、様々な要因が価格に影響していると考えられますが、ハッシュレートを参照することは、日々の取引を行う上においても重要であるといえます。

ハッシュレートに影響を及ぼすディフィカルティとは?

ハッシュレートに影響を与える要因のひとつに、ディフィカルティ(マイニング難易度)が挙げられます。
ディフィカルティとは、マイニングを行う難易度のことです。例えばビットコインは、平均して10分に1ブロックが生成されるようにディフィカルティが設定されており、2016ブロックが生成されるごとにディフィカルティが自動的に調整されるようプロトコルが規定されています。これは想定通り1ブロックが平均10分で生成されたとすると、2週間に1度のペースで行われます。

ビットコインのブロックが生成されるスピードは、ハッシュレートに依存しており、設定されたディフィカルティに対してハッシュレートが高い状態だと10分よりも早くブロックが生成され、また低い状態だとブロックが生成されるのに10分以上かかってしまうという状態になります。そのため、ビットコインでは、上述の通りディフィカルティが自動で調整されるような仕組みになっています。
マイナーの視点にたつと、自らの収益性を高めたい、すなわち、保有するハッシュレートでマイニング報酬を最も受け取れるであろう仮想通貨をマイニングしたいと考えます。このとき、マイナーはその時点での通貨の価格とディフィカルティ、ハッシュレートを考慮し、最も収益性が高いと考えられる通貨に自らのハッシュレートを移動させます。

このようなハッシュレートの移動は、特にビットコインのディフィカルティ調整直後に起こりやすいです。
例えば、あるタイミングでディフィカルティが10%上昇すると、同じハッシュレートでマイニングできる量が10%減少することとほとんど等しいためです。2017年末にはビットコインからビットコインキャッシュへと大規模なハッシュレートの移動が発生し、一時はビットコインのハッシュレートをビットコインキャッシュのハッシュレートが上回る状況になりました。

ビットコインキャッシュの独特のディフィカルティ

ハッシュレートが一時的に逆転した背景には、ビットコインキャッシュのディフィカルティ調整の独特な仕組みがあります。
もともとビットコインキャッシュにはEDA(Emergency Difficulty Adjustment)という機能が採用されていました(2017年11月14日のハードフォークで既に取り除かれています)。

これはブロックの生成時間が10分から大きく乖離した場合、本来のディフィカルティ調整タイミングよりも前に、緊急でディフィカルティを調整する機能です。元々EDAは、生まれたばかりのビットコインキャッシュを、ハッシュレートが低い状態においても存続させるための機能として付けられました。
EDAによってビットコインキャッシュのディフィカルティが急激に下がると、マイナーが一斉にハッシュレートをビットコインキャッシュへ移動させ、更に本来のディフィカルティ調整タイミング(当時は2016ブロックごと)が来てディフィカルティが上昇するとビットコインにハッシュレートを再び移動させるという状況が発生しました。

ビットコインキャッシュに採用されていたEDAは、2017年11月14日のハードフォークによって取り除かれています。
EDAが取り除かれたタイミングでディフィカルティの調整間隔もビットコインと異なるプロトコルが採用されており、現在(2018年3月1日)は、ビットコインキャッシュでは1ブロックごとに、直近144ブロックを参照しディフィカルティが平均10分に1ブロック生成されるよう調整される仕組みになっています。

2016ブロックごとにディフィカルティの調整が行われるビットコインと比較すると、ビットコインキャッシュはハッシュレートの増減が比較的早くディフィカルティに反映されるような仕組みになっています。

(引用:https://fork.lol/pow/difficulty)

イーサリアム、ディフィカルティ

他にも、ディフィカルティ調整の変わった例として、イーサリアムのディフィカルティボムが挙げられます。
イーサリアムでは、現在(2017年3月1日)はPoWをコンセンサスアルゴリズムに採用していますが、将来的にPoSへと移行することを目指しています。この将来的な移行の際にはハードフォークが行われるのですが、この時に全てのマイナーが新しいチェーンに移行することを目的として実装されているものです。ディフィカルティボムは、徐々にディフィカルティを指数関数的に増加させていく仕組みで、最終的にはマイニングによる利益が得られなくなる状態になるよう設計されています。

ハッシュレートとマイナーの収益

これまで見たように、ハッシュレートはマイナーの収益と深く紐づいています。マイナーにとって、ハッシュレートは自身の収益性を大きく左右する重要な指標であり、自らの持つハッシュレートを使ってどの通貨をマイニングするかを決める判断基準となります。

CryptoCompareというサイト(日本語非対応)から、ハッシュレートと消費電力量をもとに、マイニングの収益をシミュレーションすることができます。

(引用:https://www.cryptocompare.com/mining/calculator/btc)

上図の計算例では、Hashing Power(ハッシュパワー。ハッシュレートと同義)とPower consumption(消費電力量)に、代表的なビットコインマイニングマシンであるAntminer S9の理論値をあてはめています。Cost per KWh(1キロワットあたりの電力価格)は目安として0.2ドルを入力し、Pool Fee(マイニングプール利用時の手数料)は1%としています。
CryptoCompareでは、これらの入力された情報から、入力時点でのビットコインの価格、ハッシュレートを参照してどれだけの利益を生み出すことができるかを自動的にシミュレーションすることができます。

ビットコインの他にも、イーサリアム(Ethereum)やモネロ(Monero)、ジーキャッシュ(ZCash)など、PoWを採用している代表的な仮想通貨のマイニング収益をシミュレーションできるため、ハッシュレートに基づいたマイナーの経済合理性を確認したい時や、ご自身でマイニングを検討されている時などには、ぜひ参照してみることをおすすめします。

ハッシュレートとハッシュアルゴリズム

ハッシュレートは日々増加し続けていること、またハッシュレートを持つマイナーは価格とディフィカルティに基づいて収益性の高い通貨へハッシュレートを移動させられる、ということをここまで見てきましたが、ハッシュレートはあらゆる通貨間を何の制約も受けず自由に移動させられるという訳ではありません。

それぞれの通貨には異なる暗号学的ハッシュ関数(ハッシュアルゴリズム)が採用されており、これはマイナーが取引の正常性を確認するための計算方法が異なることを示しています。

例えば、ビットコインではSHA-256という暗号学的ハッシュ関数が採用されており、ライトコインではScriptという暗号学的ハッシュ関数が採用されています。ビットコインキャッシュは、元々ビットコインブロックチェーンからのハードフォークで生まれた通貨のため、ビットコインと同じくSHA-256が採用されています。

近年、マイナーに主に使用されているマイニング機器は、後述のように、あるひとつの暗号学的ハッシュ関数に特化している場合がほとんどのため、純粋な収益性だけを見て自由にハッシュレートを移動させることが難しい状況となっています。
ただし、ビットコインとビットコインキャッシュの2通貨においては、上述のように採用しているハッシュアルゴリズムが同じSHA-256のため、マイナーは比較的自由にハッシュレートを移動させることができます。

ハッシュレートは、マイニングに使用される主要マシンが変わるような技術的な進歩の度に、大きな上昇を続けてきました。

ビットコインのマイニングに使用されるマシンの歴史的な流れとしては、元々CPUによるマイニングから始まり、GPUによるマイニング、FPGAによるマイニングを経て、現在ではASICを使用したマイニングが主流です。ASICとは、特定の用途に特化して設計された集積回路の総称のことで、仮想通貨のASIC製造市場ではBitmainという中国企業がシェアの約7割を握っています。

ASICによるマイニングが主流となった現在、ASICが開発されて一般に流通しているような通貨、例えばビットコインやビットコインキャッシュでは、CPUやGPUでマイニングを行うことは実質的に不可能となっています。

これはASICの持つハッシュレートが、CPUやGPUのハッシュレートと比較すると凄まじく大きく、CPUやGPUでのマイニングを行ったとしてもブロックを生成できる可能性が限りなくゼロに近いためです。

仮想通貨業界の中には、ASICを用いたマイニングを批判的に見る声もあり、ASICによるマイニングができないようなハッシュアルゴリズムを考案する流れがあります。これは特定のマイナーにハッシュパワーが集中してしまうことの懸念が一番の理由として挙げられ、マイニングの寡占化によるセキュリティのリスクが指摘されています。

例えば、ライトコインでは当初ASIC耐性がある、すなわちライトコインのマイニングに特化したASICを製造できないとされていたハッシュアルゴリズムとしてScriptが採用されました。しかし、Bitmain社によってライトコインのマイニングに使用できるASICが開発され、急激にライトコインのハッシュレートが上昇しました。
代表的なPoW通貨の中で、現在(2018年3月1日)時点でASICによるマイニングが実現していない通貨がイーサリアムです。
イーサリアムではEthashというハッシュアルゴリズムを採用しており、仮にイーサリアムのマイニングに特化したASICを製作したとしても、GPUによるマイニングの方が効率が良いため、ASICが製作されない状況となっています。

ハッシュレートが確認できるサイト

ハッシュレートは、以下のサイトからいつでも確認することができます。

blockchain.infoは、ビットコインについて様々な情報を提供しているサイトです。
イギリスに拠点を置く、世界でも最大級の仮想通貨ウォレット運営会社が運営しており、ビットコインのハッシュレートだけでなく、市場価格の推移やトランザクション量、ブロックサイズなどあらゆる情報を確認することができます。日本語対応が行われているため、英語がわからない人でも気軽にチェックすることができます。


fork.lolは、ビットコインとビットコインキャッシュの比較に特化した情報サイトです。
日本語対応は行われていませんが、ビットコインとビットコインキャッシュの情報を一目で比較できるようになっています。

Etherscan.ioは、イーサリアムに特化した情報サイトです。
こちらも日本語対応は行われていませんが、イーサリアムブロックチェーンに関する情報を網羅的に確認することができます。

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Bitmainの売り上げがNvidiaを超える

マイニングハードウェア大手の中国の Bitmain(ビットメイン) の2017年利益が 米GPU大手 Nvidia(エヌビディア) を超えたとCNBCが2018年2月23日に報じています。

Nvidia が趣味のマイニング用途向けのビデオグラフィックカードを販売していることに対し、Bitmainはそれより50倍速くビットコインのマイニング処理をすることができるプロ用の特定用途向け集積回路(ASIC)を販売しています。

NVIDIAの営業利益が30億ドルであったと推定しており、売上高は75%、営業利益率は65%という控えめな見通しに基づき、Bitmainは2017年に30億〜40億ドルの営業利益を計上した。

Bernsteinのアナリストは、「BitMainはこれをわずか4年で達成したが、NVIDIAはここに来るのに24年かかった」と述べた。

参考・引用 : Secretive Chinese bitcoin mining company may have made as much money as Nvidia last year

※ 2018年2月26日現在の1ドル106円で計算すると、30億ドル = 3180億円、40億ドル = 4240億円。
参考 : Asic Bitcoin Mining Hardware From Bitmain

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