マイニングとは(2)?

暗号資産のマイニングを一言でいうと、仮想通貨の取引内容を承認し、取引を成立させる作業のことをいいます。

2024-02-13 - 14:00
2024-02-26 - 09:40
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マイニングとは(2)?
マイニングは、暗号通貨の取引をセキュアに保つための重要な役割を果たしています。しかし、そのエネルギー消費の多さから環境への影響が懸念されていることも事実です。

プロセス

マイニング(Mining)は、暗号通貨の取引を検証し、ブロックチェーンに追加するためのプロセスを指します。以下、詳細について説明します。

  1. 取引の検証: ユーザー間で行われる暗号通貨の取引は、マイナー(マイニングを行う人や組織)によって検証されます。マイナーは、取引が有効かどうかを確認するために、取引の詳細や過去の取引履歴を検証します。

  2. ブロックの作成: 検証された取引は、ブロックと呼ばれるデータのまとまりに追加されます。ブロックは、それに関連する取引の情報や前のブロックのハッシュ値、タイムスタンプなどの情報を含んでいます。

  3. 問題の解決: マイナーは、特定の数学的な問題を解決することで、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します。この問題を解決することは、コンピューターにとって時間とリソースを要するため、マイニングはエネルギーを多く消費することが知られています。

  4. 報酬の獲得: マイナーが問題を最初に解決した場合、そのマイナーは新しい暗号通貨の単位(たとえば、ビットコインの場合は新しいビットコイン)を報酬として受け取ります。これは、新しい暗号通貨が市場に導入される主な方法です。

  5. ブロックの追加: 問題が解決されると、新しいブロックがブロックチェーンに追加され、取引が永続的に記録されます。

マイニングとは

[出典:coincheck.com]

マイニングは、暗号通貨の取引をセキュアに保つための重要な役割を果たしています。しかし、そのエネルギー消費の多さから環境への影響が懸念されていることも事実です。

一、マイニング会社の収益とコスト分析

最近、ビットコインマイニング機器のトップメーカーであるビット大陸は、最新モデルのS21シリーズを公開しました。このモデルは、今のところ最も高い算力と電力効率を誇っています。この進化は、マイニング業界にどのような変化をもたらすのでしょうか?

こちらでは、収益とコストの2つの側面から、マイニングの基本的な収益性について解説いたします。

①、マイニング収益の計算方法

マイニングの収益を算出する際、以下の概念の理解が必須です。

  1. 採掘難易度(Difficulty)及びディフィカルティーは、主に仮想通貨(暗号通貨)の分野で使用される用語で、特定のブロックチェーンネットワークにおけるブロックの生成難易度を指します。この概念は、特にProof of Work(PoW)と呼ばれる共通のコンセンサスアルゴリズムを使用するブロックチェーンに関連しています。マイニングの計算概念は、簡単に表すと、これから確定するブロックのハッシュ値がある閾値(Difficulty Target)より小さくなれば良いというものです。これは値が小さいほどマイニングが難しくなります。採掘難易度はシステムによってブロック生成が平均して10分に1回となるように2週間ごと(2016ブロックごとに)に一度調整が行われます(前回のブロックチェンネットワーク全体のハッシュレートに基づいて動的変動)。
    これにより、ブロック生成時間が常に約10分になるように保証されます。
    もっと細かく解説すると10分(600秒)ごとに1ブロック生成し、1日あたり144ブロック生成するため、2016/144 = 14日ごとに難易度が調整されます。平均ブロック生成時間が10分より長ければ難易度を下げ、短ければ難易度を上げます。これを採掘難易度の「Retargeting」と呼んでいます。


  2. 採掘速度(Hashrate)及びハッシュレートは、採掘者(マイナー)がブロックを生成するための計算能力を表します。採掘難易度と同様に重要な指標としてハッシュレート(採掘速度)があります、ハッシュレートとは、マイニングマシンの計算力の測定単位です。hash/s(1秒間に計算できるハッシュ数)という単位が使われ、K(キロ)・M(メガ)・G(ギガ)・T(テラ)などの単位と合わせて使われます。
    ハッシュレートが1TH/sに達したということは、1秒あたり1兆回ハッシュの計算を行うことができるということです。これは通常、ハッシュ値を計算する速度や処理能力を表します。
  3. ブロック報酬(Block Reward)は、ブロックチェーンでのトランザクションの検証に協力したユーザーに割り当てられるデジタルトークンのこと。新しく発行されたデジタルトークンの一部が割り当てられる。
    次回の半減期は2024年5月に予定されており、ブロック報酬は現在の6.25BTCから3.125BTCに半減する。

  4. 24時間の推定マイニング収益(24h Estimated mining revenue)マイニング機が理論上1日あたり採掘できるBTCの量です。この数値は運などの要因の影響を受けず、マイニング収益を評価する上で重要な指標です。
    例えば:採掘難易度(ディフィカルティー)がDの場合、2^32乗のD回ハッシュ計算を行うことで、新しいブロックを採掘し、ブロック報酬としてR個のBTCを獲得することができます。マイナー及びマイニングマシンの合計ハッシュレートがHの場合、2^32分のD回ハッシュ計算を行うのにかかる時間は、(D×2^32)/H秒です。
    理論上、マイナー及びマイニングマシンの1秒あたりの採掘収益PはR×H/(D×2^32)です。
    1日は24時間で(24×60×60)86,400秒あります。したがって、BTCの1日のマイニング収益は、以下の式で推定できます。P=24×60×60xR×H/(D×2^32)

    24時間の推定マイニング収益 = 算力 x ブロック報酬 x 24時間

    上記の計算式で計算して見ましょう。
    例えば、S21シリーズのマイニングマシンのハッシュレートが200T、現在の採掘難易度(ディフィカルティー)が57,321,508,229,258Hです。ブロック報酬が6.25BTCの場合、1日の採掘収益は以下のとおりです。
    24×60×60×6.25×200×1,000,000,000,000/(57,321,508,229,258×2^32)= 0.00043868 BTC。


    今日のBTCの相場ではBTCが4,120,352.62JPY(410万~円)で計算すると、
    一台毎のマイニングマシンの報酬は4,120,352 x 0.00043868 = 1,807.51円です。
    (その他の経費はここでは含まれておりませんでした、例えば電気代、人件費、場所代及び家賃など)
    次は、ここまで採掘収益の計算方法を理解したところで、主流の採掘機(マイニングマシン)の採掘(マイニング)コストを見てみましょう。

②、マイニングコストは主にマイニングマシン及び設備代と電気代(人件費などその諸々経費)

グローバルなハッシュレートの分布を見ると、アメリカは世界最大のビットコインマイニング産業を有しており、ビットコイン(ブロックチェン)ネットワーク全体のハッシュレートの38%以上を占めている。ニューヨーク・タイムズは、アメリカの34の大規模なマイニング企業を調査し、そのうちテキサス州、ニューヨーク州、ジョージア州に最も多くのマイニング企業が存在していることがわかった。エネルギー情報局のデータによると、これらの3つの州の平均電力コストは、2020年以降、0.0659ドル/kWh(9.81 円/kWh)となっている。

  1. 電気代
    1kWhあたりの電気代(日本円) 発電形式
    アメリカ(テキサス州) 15 火力発電、水力発電
    日本 18~25 火力発電、水力発電、原子力発電
    中国(河北省) 14 火力発電、水力発電
    カザフスタン 10 火力発電、水力発電
    アイスランド 40 水力発電、地熱発電
    ロシア 12 火力発電、原子力発電
  2. マイニングマシンの価格
    市販されているトップ3のマイニングメーカーは、ビットコイン(Bitmain)、マイクロビット(MicroBT)、カナン(Canaan)です。
    ビットコインが新しく発表したS21シリーズの採掘機は、能率比の頂点に達しました。S21の能率比は17.5J/T、S21 Hydは16J/Tです。能率比が低いほど、同じ算力で消費電力が少なくなり、電気代が安くなります。
    S21が登場する前は、市販されている主流の採掘機はS19シリーズでした。
    したがって、次にS21シリーズとS19シリーズの採掘コストを比較します。

二、マイニングマシンの収益とコスト分析

コストを計算する際には、電気代に加えて、マイニングマシンのコストも償却する必要があります。
MarathonやRiotなどの大規模な採掘企業の決算資料によると、マイニングマシンは一般的に5年間で償却されます。日本の設備償却制度とは、固定資産の取得価額を耐用年数にわたって均等に費用計上する制度です。

固定資産とは、事業に使用される機械や設備などの有形資産を指します。
各型式のマイニングマシンのマイニングコストを計算することができます。

Antminer S19 Pro 110TH/s  電気代が10円/kWhの場合
- マイニング報酬/BTC 消費電力kW 収益 電気代(仮) 純収益(仮)
毎日 0.000241274 btc 79.2kW 997円 792円 205円
毎週 0.001688918 btc 554.4kW 6,978円 5,544円 1,434円
毎月 0.00723822 btc 2376kW 29,908円 23,760円 6,148円
年間 0.08685864 btc 28512kW 358,894円 285,120円 73,774円

Antminer S19 Pro 110TH/s 電気代が18円/kWhの場合
- マイニング報酬/BTC 消費電力kW 収益 電気代(仮) 純収益(仮)
毎日 0.000241274 btc 79.2kW 997円 1,426円 -429円
毎週 0.001688918 btc 554.4kW 6,978円 9,979円 -3,001円
毎月 0.00723822 btc 2376kW 29,908円 42,768円 -12,860円
年間 0.08685864 btc 28512kW 358,894円 513,216円 -154,322円

(koin.workより.2023/10/10-18:05)

マイニングコスト = 電気代 + マイニングマシンのコスト / マイニングマシの寿命

毎BTC 半減期前 半減期後
モデル S21 S19Pro S19XP S21 S19Pro S19XP
単価 3,543 4,474 8,329 7067 8,949 16,658
単価% 21.9% 17.4% 35.0% 21.9% 17.4% 35.0%
電気代 12,574 21,230 15,449 25,149 42,459 30,897
電気代% 78.1% 82.6% 65.0% 78.1% 82.6% 65.0%
1BTCコスト 16,107.95 25,703.82 23777.61 32215.90 51,407.64 47,555.22

[出典:NextGen Digital Venture]

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bfmedia編集部 bfmedia編集部