銀行なし: PoS が PoW より優れている理由を説明する 4 つの視点

ステーキング証明は、最も長い期間にわたって分散性を維持できる唯一の方法です。

今年後半には、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）イーサリアム・ブロックチェーンが、既存のプルーフ・オブ・ステーク（PoS）ビーコン・チェーンと「統合」される予定です。今後のネットワーク アップグレードでは、Ethereum から PoW が削除され、現在ビーコン チェーンを保護している PoS コンセンサス メカニズムに置き換えられます。

この PoS への移行は、暗号空間でこれまでに見られた中で最も重要なブロックチェーン ネットワークのアップグレードとなります。合併が近づくにつれ、特に暗号ネットワークが日常生活にさらに統合されるようになるにつれて、プルーフ・オブ・ワークとプルーフ・オブ・ステークに関する議論はより重要になるでしょう。

合意形成のメカニズムは複雑であり、それを理解するプロセスには落とし穴や心理的な罠が満ちています。暗号通貨業界自体は、コンセンサスメカニズムの性質、それぞれのエコシステムへの永続的な影響、そしてそれらを動かす資産についてまだ合意に至っていません。

この記事では、Ethereum Proof of Stake に関するよくある誤解を解き明かすとともに、PoS コンセンサス メカニズムの過小評価されている利点についても説明します。

まとめ

PoWはPoSにもう1ステップ追加したもの

PoW と PoS は非常に異なるものだと人々は考えています。これらは異なる特性を持っていますが、最終的には同じ目的地に到達します。

1. どちらのほうが資本収益率が高いでしょうか?

どちらのメカニズムの方が投資収益率が高いでしょうか?なぜこれが重要なのでしょうか?

2. PoW と PoS はどのような種類の資産を生成しますか?

コンセンサスメカニズムは資産の性質に影響を与えますか?

3. PoWとPoSのガバナンスと権力の違い

コンセンサスメカニズムはブロックチェーンのガバナンス構造にどのような影響を与えますか?ステーク証明は利害関係者にガバナンス権を与えますか?

4. 51%攻撃への対処

PoW と PoS は 51% 攻撃からどのように回復するのでしょうか?

結論: どれが「レガシーテクノロジー」か

ヒント: 何年も研究を必要とするものではありません

1. どちらのほうが資本収益率が高いでしょうか?

どちらのメカニズムの方が投資収益率が高いでしょうか?なぜこれが重要なのでしょうか?

PoS は、資産の複利により「金持ちがさらに金持ちになる」とよく批判されます。たとえば、あなたが非常に裕福であれば、あなたの資本は、あなたが使うよりも速くお金を生み出します。

しかし、これは完全に時代遅れで間違った考えです。 Proof of Stake は、バリデータとして ETH をステークすることで Ethereum のセキュリティを保護します。ユーザーは賭けた資産を自由に調整し、計算式に基づいて固定の収益率を受け取ることができます。ステーキングされた ETH の量によってステーキングの収益率は変わりません。

対照的に、大規模なファンドは PoW でより高い収益を生み出します。

たとえば、1 つに 10 万ドルを投資し、もう 1 つに 1 億ドルを投資して、2 つのビットコイン マイニングを構築した場合、1 億ドルのマイニングの計算能力は 10 万ドルのマイニングの 100 倍以上になります。コンピューティング能力と投資の比例的な成長を打破する鍵は、ハードウェアの購入コスト、ハードウェアの保守と損失、電力消費コスト、インフラストラクチャの構築、冷却装置などのいくつかの追加活動にあります。関連する各活動は、大規模なファンドが収益率を高めるための成長ポイントです。大資本の規模の経済性により、一般のユーザーや投資家よりも優位に立つことができます。

規模の経済を生み出す余分な活動を排除することで、PoS は世界で最も公平なパブリック チェーンのコンセンサス メカニズムになることができます。

実際、PoW は金持ちをさらに金持ちにするシステムです。 PoS では、ユーザーは無料で自宅で ETH をステークできますが、PoW では規模の経済性のために全員が競争に参加することを強制されます。規模の経済による計算能力の集中は、セキュリティを低下させ、ネットワーク制御の参加者に資金を集中させ、寡占をさらに悪化させます。

これは伝統的な技術です。

100 万ドルの ETH をステークした投資は、1,000 ドルの投資、さらには 10 億ドルの投資と同じ ROI を生み出します。

これは未来の技術です。

同時に、PoS には規模の経済性という特徴もあります。より大きなステークを持つバリデータは、頻繁に取引を行って長期的な収益を増やすことができます。ステーク量が増えると、バリデーターを監視するコストも増加し、より優れたハードウェアとネットワークには一定のコストが必要になります。

しかし、大規模 PoW マイナーと小規模 PoW マイナーの収入の差と比較すると、大規模 PoS ステーカーと小規模 PoS ステーカーの収入の差は明らかにはるかに小さいです。

PoW はエリートと大衆の間に構造的な不均衡を生み出しますが、これはまさにブロックチェーン業界が排除したいものです。

2. PoW と PoS はどのような種類の資産を生成しますか?

コンセンサスメカニズムは資産の性質に影響を与えますか?

エネルギー消費との正式なリンクにより、PoW 通貨が「商品通貨」に変わると言われています。同様に、「資産を使用して資産の配当を得る」ことで、PoS 通貨は「株式通貨」になります。

これらは興味深い概念モデルだと思いますが、参照として使用できる定義ではありません。

ETH は商品と株式の両方の特性を備えています。

BTC は基本的にこれらのどれでもありません。

商品

ブロックチェーンによって生成される「商品」は、ブロックスペースです。 AppleはiPhoneを販売し、Googleは広告を販売しています。ブロックチェーンはブロックを販売します。

ブロックチェーン上のトランザクションスペースを購入するにはお金（ガス）がかかり、ブロックスペースを購入するには各ブロックチェーンのそれぞれの通貨を使用する必要があります。

ブロックチェーンのブロックスペースと、それを購入するために使用できる対応する通貨の間には相関関係があります。 BTC はビットコインのブロックスペースを購入するために使用できる唯一の通貨であり、ETH はイーサリアムのブロックスペースを購入するために使用できる唯一の通貨です。チェーン上のブロックスペースを購入すると、対応する通貨に対する一定の需要が生まれます。

これにより、ブロックスペースの性質がアセットの性質の一部になります。資産はブロック空間を独占するため、ブロック空間の特性が資産の本質に統合されます。

ビットコインとイーサリアムの主な違いは次のとおりです。

ビットコインでは、ビットコインのブロックスペースは BTC を使用して購入する必要があるという事実以外、ブロックスペースと資産の間に正式な関係はありません。

対照的に、イーサリアムの EIP-1559 は、イーサリアムのブロックスペースの価値を ETH の価値に直接結び付けます。 EIP-1559 は、Ethereum ブロックスペースの需要を ETH の需要に変換します。

EIP-1559 は、ブロックスペースの支払いに使用される通貨をリサイクルするのではなく消費することで、資産とブロックチェーンの関係を変更します。ビットコインのブロックスペースを購入すると、BTC がマイナーに送信され、マイナーはそれを二次市場に再投入します (マイニングコストを賄うため)。対照的に、イーサリアムのブロックスペースを購入すると、ETH が（EIP-1559 経由で）燃やされ、商品のように消費され、供給から削除されます。

イーサリアムのブロックスペースの供給は非弾力的です。同時に、EIP-1559の存在により、ブロックスペースの需要が増加し、ETH消費率が増加しました。

これにより、ETH は Ethereum ブロックスペースの商品価値を完全に反映するようになります。

ビットコインの主な用途は「保有」であるため、ビットコインのブロックスペースの需要は一般的に大きくありません。送金は可能である必要がありますが、ビットコインの価値はビットコインの送金にあるのではなく、2100万という総供給量にあります。

権利と利益

PoW 支持者は、PoS を ETH に与える株式特性と比較します。 ETH には株式のような特性があると思いますが、それらの特性はコンセンサス メカニズムから生じるものではありません。 ETH の価格は、次の 2 つのメカニズムを通じて、イーサリアム ネットワークの価値に正式にリンクされています (「株式保有」関係を確立)。

EIP-1559 DeFiにおける担保要件

担保

担保

ETH は DeFi の元々の担保です。 ETH の信頼性のない性質により、他のどの資産よりも DeFi の需要が高まり、DeFi の成長は ETH の価値の増加につながります。 「分散型金融」は「トラストレス金融」とも呼ばれます。こうした金融商品に対する信頼を初期段階で排除するためには、過剰担保が必要となる。

DeFi アプリケーションの数と有用性が増加するにつれて、担保としてより多くの ETH が必要になります。この誘発された準備金需要により、DeFi 全体の上部構造と ETH の価値の間に関係が生まれます。

DeFi アプリケーションは ETH の需要に変換され、Ethereum ネットワークの価値を二次市場での ETH の価格に結び付けます。結局のところ、ETH の価格は、イーサリアムが提供する商品やサービスの価値を測る基準であり、公平性に非常に似ています。

ビットコインには DeFi アプリケーションをホストする機能がなく、ネットワークと資産の間にそのようなリンクはありません。

EIP-1559

ETH に商品属性を付与するのと同様に (上記参照)、EIP-1559 も ETH に株式のような属性を付与します。

すべての Ethereum アプリケーションは、広い意味で経済活動を生み出します。 Ethereum 上のすべてのアプリケーションは、その使用に対して何らかのインセンティブを生み出し、それが Ethereum ブロックスペースの需要を生み出します。 EIP-1559 は、トランザクションごとに ETH をバーンすることで、経済活動の価値と ETH の需要を結び付けます。

EIP-1559 が ETH 資産の性質に与える影響は、商品と株式の両方に似ています。 「商品」と「株式」についての議論は無意味です。

ETH は商品に近いのか、それとも株式に近いのかと尋ねなければならない場合はどうでしょうか?それは両方であり、どちらでもない、ETH は ETH です。ビットコインについても同様です。BTC は商品ではありません。わずか2100万個しか存在せず、BTCはビットコインネットワークの成長による恩恵を受けていないため、株式でもありません。

そういうことです。

3. PoWとPoSのガバナンスと権力の違い

コンセンサスメカニズムはブロックチェーンのガバナンス構造にどのような影響を与えますか? Proof of Stake はステーカーにガバナンス権を与えますか?

イーサリアムのプルーフ・オブ・ステークは、明示的なオンチェーン・ガバナンスと混同されることがよくあります。確かに、Tezos や Decred など、オンチェーン トークン ガバナンスを備えたブロックチェーンは存在します。 Tezos は PoS であり、Decred はハイブリッド PoW/PoS です。コンセンサスメカニズムとトークンガバナンスは無関係です。これらはブロックチェーン設計の異なる側面ですが、同じものとして扱われることがよくあります。

PoW の「ワークロード」は、PoS 以上に人間のガバナンスを低下させることはありません。

暗号経済システムから人間のガバナンスを排除するのは、作業負荷ではなく暗号化です。暗号は、合意メカニズムの代わりに暗号化を使用して、人間の管理を減らします。

リン・アルデンはかつてソーシャルメディアに次のように投稿した。

「コンセンサスメカニズムはプルーフオブワークではなく、ガバナンスに関するものです。ガバナンスを削減または排除できるのはプルーフオブワークだけです。PoWシステムはコモディティ化できますが、PoSは本質的に株式です。私は株式が好きですが、株式はコモディティではありません。」

今後10年間、BTCを安価に採掘するために150MWの採掘装置に投資する私募覚書に署名し、その利益をさらに多くのASICやその他の採掘機器に投資することは「仕事」ではありません。 PoS には作業が必要であり、バリデータはネットワークを前進させるために実際の計算を行う必要があります。 PoW と同様に、PoS バリデータ コンピュータの CPU はブロック トランザクションを処理するときに熱を発生し、エネルギーを消費します。違いは、PoS 検証のすべての計算が有用であり、意味のないハッシュ値を生成して誰がより多くの電力を使用するかを競うだけではないことです。

PoW はリソースを大量に消費するため、ガバナンスの必要性がなくなるわけではありません。まったく逆だと思います。

PoW の資源集約的な性質は、地元部隊の不満を引き起こしました。サプライ チェーン、物理的な建物、エネルギー消費、その他の物理的なものへの依存により、PoW は現在の現実世界の管理者の影響を受けます。

暗号通貨は未来のデジタル世界を構築するために存在します。物質的なものへの依存は負債となる。

4. 51%攻撃への対処

PoW と PoS は 51% 攻撃からどのように回復するのでしょうか?

捕虜

PoW では、誰かが計算能力の 51% を蓄積すると、その人が攻撃を際限なく開始し続けるのを阻止するメカニズムがなくなります。これは「ネスト攻撃」として知られています。攻撃者はチェーンに対して 51% 攻撃を何度も繰り返し実行し、チェーンを動作不能にすることができます。

51% 攻撃のシナリオでは、正直なマイナーが追加の計算能力を取得できない場合、攻撃者はトランザクションの内容を完全に制御できます。

ビットコインを保護する計算能力はネットワーク外で生成されます。

ポス

ETH は仮想 ASIC であり、次のような大きな利点があります。

1. ETH は下落せず、むしろ強くなるでしょう。

PoW 支持者は、これが構造的な中央集権化を生み出すと主張しています。なぜなら、1 日目のバリデーターは基本的に 10,000 日目にもバリデーターのままであることが保証されているが、ハードウェア機器への投資と運用コストによりマイナーは入れ替わることになるからだ。

PoS 支持者は、これにより個人の権限が強化されると主張しています。なぜなら、特別な知識、政治的コネ、そして多額の資本を持つ者だけが、コンピューティング能力の市場シェアを維持するという課題に立ち向かうことができるからです。 PoS はこれらすべての課題を ETH の価値に含め、ETH を保有してステーキングできる人々にこれらの利点の上昇を分配します。

2. ETHは簡単に転送でき、極めて分散化されており、現実世界の影響を受けない

ステークされた ETH は、実際には現実世界のどこにも存在しません。これにより、PoS ネットワークの攻撃に対する抵抗力が大幅に強化されます。 PoW 採掘設備は物理的な力 (軍隊、役人、戦車) の影響を受けやすく、簡単に移動できません。 PoW インフラストラクチャの煩雑さにより、金が最終的に国家によって略奪されたのと同じように、略奪が容易になります。

3. 最も重要なのは、イーサリアムはETHに精通していることです

ASIC とは異なり、Ethereum ネットワークは悪意のあるステーカーと正直なステーカーを識別できます。

PoS 攻撃では、ネットワークを攻撃するために使用される特定の量の ETH を保持する特定のアドレスから攻撃が行われます。イーサリアムを攻撃する可能性のあるステークされた ETH の供給がどこから来るのかは、誰もが客観的に見ることができます。

「アドレス 0xabc123attackeraddress789xyz にステークされた 1500 万 ETH が無効なブロックを提案し、ネットワークをフォークしようとしました」

ここでは 2 つの状況が考えられます。

a.ステーカーが無効なブロックを生成しました。プロトコルはそれを客観的に見て、この無効なブロックを提案したステーカーを削除することができます。プロセス全体で人間の介入は必要ありません。

b.攻撃者はステークの 66% 以上を保有しており、シナリオaの発生を防ぐことができます。これにより、メーカーはすべてのトランザクションを削減できます。

悲惨なシナリオbでは、PoS により、攻撃者のステークシェアを削除しながら、システムが新しいチェーンに分岐できるようになります。コミュニティは、攻撃者によって制御されているバリデーターを特定し、これらのバリデーターをアクティブ セットから削除するかどうか、また削除する方法を合意します。彼らにステーキングから撤退するよう強制するか、あるいはこれらのバリデーターをシステムから完全に削除して、事実上彼らのステーキングを破壊するかのいずれかです。

このようなフォークが発生すると、大量の ETH がネットワークから削除され、誠実でチェーンに沿ったアクターが所有する ETH のステークシェアが大幅に増加します。 ETH の供給量も大幅に削減され、攻撃チェーンを持たないすべての人が ETH 供給量のより大きなシェアを所有できるようになります。これにより、ネットワークを支持する人々に適切な報酬が与えられる一方で、攻撃のしきい値が総供給量のより大きな割合になったため、その後の攻撃のコストも増加します。とてもエレガントですね。

このプロセスは、イーサリアム ネットワークの公式な一部にはなりません (ソフト フォークの脅威の抑止効果を考えると、実際には決して起こらない可能性もあります)。これを実現するには、人間の介入とオフチェーンの調整が必要になります。一般的に暗号通貨の精神に反するもの。私たちの目標はフォークしなくて済むことです。しかし比較すると、ビットコインにはこのオプションすらありません。 PoW の 51% 攻撃では、ネットワークを通常の動作に戻すために人間の介入も必要になります。しかし、PoS とは異なり、正直な計算能力が 51% を超えるレベルに戻るための明確な道筋はありません。

PoW と PoS はどちらも、ネットワークのコンセンサスを回復するためにネットワーク外部でアクションを実行します。

PoS:

1. 攻撃者のアドレスを特定します（簡単、オンチェーンを見るだけです）。

2. ブロックの高さを調整して、攻撃者のステークをフォークします (簡単ではありませんが、フォークの調整は Ethereum の歴史の中で何度も行われており、制御可能であることが知られています。私たちは以前にもこれを行ってきました)。

捕虜：

1. ASIC メーカーおよびサプライ チェーンと連携して、ASIC の生産をできるだけ早く増加させます。

2. ASIC が生成されると、エネルギーとともにマイニング ファームに輸送されます。

3. これらの新しい ASIC が、攻撃を仕掛けているマイナー (ただし、それが誰なのかはわかりません) に発送されないようにしてください。

PoW に対する 51% ネスト攻撃を修正するのにかかる時間は非常に長いです。攻撃の性質と攻撃者のリソースがわからないため、どれくらいの期間かかるかはわかりませんが、ASIC を誠実なマイナーの手に渡すためにグローバル サプライ チェーンを調整するよりも、ブロックの高さでフォークされた PoS ネットワークを調整する方が簡単であることは明らかだと思います。

51% 攻撃の場合、PoW ソリューションは時間がかかるだけでなく、機能することが保証されていません。 「ASIC をもっと生産する」だけでは、PoW 51% 攻撃に対する解決策にはなりません。

しかし、さらに重要なのは、ケース 1 では実際にはネットワークから意味のあるインセンティブが得られないことです。ネットワークが 51% 攻撃を受けている場合、マイナーは本当に ASIC を購入するために資本を投入するリスクを負うでしょうか?ネットワークへの信頼が失われて BTC の価格が急落したらどうなるでしょうか?マイナーは本当に購入する必要のある ASIC から最大の ROI を得ているのでしょうか?なぜリスクを負うのですか?ネットワークがオンラインに戻るという保証はなく、資産としての BTC の正当性は深刻な脅威にさらされることになります。これにより BTC の価格が下落した場合、誠実なマイナーは誠実な計算能力を生み出すためにさらなる資本を投資するリスクを冒すことをさらに躊躇するでしょう。

最も重要なことは、ASIC の生産とサプライ チェーンを管理する者が PoW チェーンも管理することを示しているということです。 PoW チェーンは電力消費との関係により、物理世界の構成方法によって制限されます。物理世界を制御する者は PoW チェーンを制御します。

これは PoW が行う取引です。物理的なものに頼ることで、物理的な世界を支配する者に制御権が渡されることになります。

はい、ビットコインのマイニング機器は世界中に分散していますが、PoS バリデータは物理的な痕跡を残しません。 Ethereum ネットワークにステークされた ETH は、実際には特定のコンピューター上には存在しません。 ETH をステークする検証コンピューターは破壊される可能性がありますが、ステークされた ETH は世界中のどこからでも秘密鍵から回復して再展開できます。

これは、PoS が PoW よりも分散化されている多くの理由の 1 つです。サプライチェーンの集中化、規模の経済の集中化、大規模な採掘施設の集中化は行われていません。

結論: どれが「伝統的な技術」か

ビットコイン陣営の一般的な議論は、「プルーフ・オブ・ステークはレガシーで古い技術である」というものです。

物語は、ビットコインと PoW が世界がすでに従っている同じ権力構造の生まれ変わりであるというものですが、実際には、ビットコインと PoW こそが真のイノベーションです。

このような主張をする人は、ブロックチェーン設計における重要な要素を深刻に混同していると思います。資本収益率や従来のガバナンス構造との関連性についての概念モデルやメタファーは、特に Ethereum の PoS 実装の非常に関連性の高い詳細を無視している場合は、証拠にはなりません。

ビットコイン文化に対する私のお気に入りの批判の 1 つは、ベース チェーンが L1 イノベーションを許可しない場合、それがソーシャル レイヤーに移行するという点です。 PoS は「レガシー テクノロジー」だと主張する人は、自分の知識のギャップを自分の見たいもので埋めるために話をでっち上げているだけだと思います。一方、Proof of Stake は暗号経済学の最前線にいる人々によって厳密に研究されています。

Proof of Stake は、これまでに作成された最も民主化された権力の 1 つとして歴史に残るでしょう。

これは、イーサリアムが自ら構築している遺産です。ステーキング証明は、疎外された地域での金銭と権力の公平な分配を実現するのに最適であり、このシステムはこれらの目標を達成するように設計されています。

これが、最も長い期間にわたって分散化を維持する唯一の方法です。

原題: 《PoS vs PoW に関する 4 つの誤解》

デビッド・ホフマン、Bankless共同創設者

コンパイル: czgsws、0×22、0x9F、リズム BlockBeats