ビットコインのマイニングに関して

Question

ビットコインのマイニングはPoWのコンセンサスアルゴリズムのもとで行われており、
約10分間にただ一人が勝利し、報酬を得ます。

この報酬を得るまでの計算は全てナンスを見つけることのみに費やしているのでしょうか。

①10分間のラウンドスタート！
②全員がナンスを探し始める→ここでは、全員総当りの（社会的には無価値な）計算
③誰か一人が勝利！
④その勝者が直前の10分間の処理をn個ブロックチェーンに記述

①'10分間ラウンドスタート！
以下繰り返し...

のような感じなのでしょうか。

ビットコインの取引手数料は各自で決めることができ、
マイナーたちはより多くの報酬を得るために取引手数料が高く設定されているものを優先的に処理する
というのを見たことがあります。

つまり何が知りたいのかというと、
ビットコインの取引が完了するまでに時間がかかる原因は
約10分間のスパンの中でブロックに処理が記述するのは一人だけで、それ以外の計算は無意味なものだからなのでしょうか。

それとも単純にビットコインの1ブロックの容量が1MBと少ないからなのでしょうか。

つまり、仮にマイナーがただ一人になったとしても
100人いたとしてもマイニングの難易度自体は10分間に設定されるので
決済のスピードは全く不変ということなのでしょうか

Answer 1

ビットコインの取引が完了するまでに時間がかかる原因は

約10分間のスパンの中でブロックに処理が記述するのは一人だけで、それ以外の計算は無意味なものだからなのでしょうか。

大雑把に言えばそうなのですが、これは設計者による意図的なものです。

というのも、ビットコインの採掘はまったく分散的に行われているために、「誰か一人が勝利！」したという情報は一瞬で全体に共有されるものではないので、同時に採掘されてしまう危険性があるのです。そうなればさらにつなげられた方のチェーンだけが生き残る、ということになるのですが、そんな事態が多発するとネットワークが不安定になるために、10分で解けるぐらいの難易度、としてまったく同時に採掘される危険性を減らしています。

つまり、仮にマイナーがただ一人になったとしても

100人いたとしてもマイニングの難易度自体は10分間に設定されるので
決済のスピードは全く不変ということなのでしょうか

理論上はそうなのですが、難易度の調整速度にも限度があるので、ビットコインからBCHがハードフォークした時には、BCH側では一気にマイナーが減った格好となり、しばらくは10分で見つからないほど難しくなっていました。