イーサリアムの合併について知っておくべきこと

少し前に、イーサリアムビーコンチェーンコミュニティコンサルタントのSuperphizは、イーサリアムの合併が2022年6月に完了すると予測しました。これに対して、多くの楽観的および慎重な支持者が支持を表明し、合併関連の宣伝資料が殺到しました。しかし、情報の質はさまざまであり、関連する知識を明確に提示できる記事はほとんどありません。

最近、Domotheusは「イーサリアムが知っておくべきこと：Proof of Stake編」というタイトルの記事を公開しました。これはイーサリアムの合併に関する多くの問題を簡潔かつ明確にしており、ソーシャルサークルで広く流布されました。以下の内容は、Ostrich Blockchainの著者Corn氏がまとめた記事をまとめたものです。

イーサリアムの合併が近づくにつれ、それに関するニュースや記事は確実に増え、それによってプルーフ・オブ・ステークに関連する疑問や議論も増え、多くの記事で同じテーマや誤解が繰り返されることになるだろう。先週の Kiln テストネット統合の成功発表以来、私はある程度これを目にしてきましたが、今後も同様のことが起こると予想しています。そこで、この投稿では、私が目にする一般的な問題と、その問題に対する私の考え、特にEthereumに関する考えを集めました。

マージ

合併に関する詳細は ethmerge.com で確認できるため、このセクションでは説明しません。

合併が発生すると、イーサリアムはプルーフ・オブ・ワーク（PoW）ではなくプルーフ・オブ・ステーク（PoS）によって保護されることになります。

この合併は「ETH 2.0」ではありません。ETH 2.0 はそもそも存在せず、時代遅れの用語です。

現在 ETH を保有している場合は、何もする必要はありません。合併後も、保有する ETH の量は変わりません。「ETH 2 コイン」は存在せず、移行する必要もありません。すべてがまったく同じで、基盤となるコンセンサス メカニズムだけが変更されました。

ビーコンチェーン（コンセンサス層）を現在のチェーン（実行層）と統合し、実行層のPoW部分を放棄するため、「マージ」と呼ばれます。

「コンセンサス」とは、取引を順序付けし、その順序が変更されないという経済的な保証を得るための単なる言い回しです。 PoW と PoS はどちらも異なる方法でコンセンサスに達します。

• PoW: ブロックの順序を乱すのはコストがかかりすぎるため、ルールに従ってプレイする方が利益が大きくなります。

• PoS: ブロックの順序を間違えると、担保として賭けたお金をすべて失うことになるので、コストが高すぎます。

これはコンセンサスメカニズムの変更に過ぎないため、PoS 自体によってガス料金が大幅に削減されることはありません。

なぜ合併するのですか?

1. 合意に達するために必要なコストが少なくなるため、セキュリティ コストが削減されます。

PoW では、マイナーが少なくとも使用するハードウェアとエネルギーをすべてカバーできる必要があります。そうでなければ、誰もマイニングを行いません。これには、大量のトークンを発行し、それを迅速に販売して負債を返済することが必要になります。

PoS では、ステーカーにいくらかの利回りを与えるだけで、人々は資金を他の場所に投資するのではなく、預け入れたいと思うようになります。通常のコンピューターとインターネット接続以外に支払うべき大きな料金はないので、メリットは機会費用と関連するリスクのみを反映すればよいのです。

2. 強力な持続可能性：

ブロックチェーンのセキュリティは、本質的にはトークンの価値に比例します。これは、PoW（より価値の高いトークン報酬 = ルールに従う理由が増える = マイナーが増える = コンセンサスを乱しにくくなる）とPoS （より価値の高いステークトークン = ステークトークンを失わないようにルールに従う理由が増える）の両方に当てはまります。

新しく発行されたトークンの価値は、基本的にすべてのトークン保有者から取得され、他の人に再分配され、トークンを販売するとネットワークから価値が取得されます。

3. データ シャーディング、ステートレス、ライト クライアントなど、将来の多くのスケーリング ソリューションへの扉を開きます。

4. 実行とコンセンサスの間の懸念を分離することで、コードの複雑さを軽減するのに役立ちます。

5. 環境とゲーマーを満足させることは確かに良い役割ですが、それが PoS に切り替える主な理由ではありません。主な理由は、プロトコルとしての Ethereum には制御機能があまりないことです (エネルギー生産源、GPU サプライ チェーンなど)。

合併はいつ行われますか?

正式な日程はまだ発表されていません。さまざまな理由から、開発者とコミュニティは 6 月中旬を心待ちにしており、慎重ながらも楽観的です。

テストはまだ進行中であり、開発者が問題がないことを確信するまでマージはリリースされません。

個人的には 6 月に大きな期待はしていませんが、テスト中に何かひどい問題が発生しない限り (たとえば、修正に数週間かかる重大なバグ、修正と再実装に数か月かかる可能性のある仕様自体の穴など)、夏にはリリースされると思います。

ディフィカルティボムは 6 月に予定されているため、マージされるかどうかにかかわらず、それまでにハードフォークが行われることになります。

各テストネットのマージの最新の見積もりを素早く確認できる wenmerge.com を常にチェックすることをお勧めします。

合併は過去と同様に遅れる可能性がある

まず、役に立たない意味論ですが、公式の日付はまだ発表されておらず、これまでも発表されたことはありません。

「イーサリアムは 2018 年に PoS に移行する」といった発言は、PoS 設計の複雑さだけでなく、PoW から PoS への安全な移行の複雑さも過小評価している、極めて楽観的な見方から来ています。当時行われた作業は、最終的に放棄されたハイブリッド PoW-PoS メカニズムである Casper FFG の仕様を部分的に完成させることでした。しかし、現在では多くの違いがあり、そのいくつかは当時は当てはまらなかったが、現在は当てはまります。

長年の研究、考えられる攻撃ベクトルの分析、改善を経て、完全なプロトコル仕様が完成しました。

クライアントの実装は完了しており、残っているのはテストだけです。

誰もが合併に向けて準備を進めており、合併以外にやるべきことは何もありません。マージ前の必要な手順はすべて完了しました。これは、「EIP1559 のような複雑なものを実装したので、マージにもっと注意を向けることができる」ということではなく、「すべての注意をマージに集中させる必要がある」ということです。マージが「再び延期」され、開発者が他の作業を開始するような状況はあり得ません。したがって、マージが完了するまで、開発者が実行できる操作は他に何もありません。

PoSは2020年12月にビーコンチェーンの形で実行を開始しました。EthereumのPoSは1年間ある程度テストされており、現在1000万以上のETHがオンラインになっていますが、実行レイヤーのブロックはまだ生成されていません。

数百万のステークされたETHはロック解除された瞬間に崩壊するだろう

特に、32 ETH が 1 ドルの価値があったときに ETH をロックした人々など、これから利益を得ようとするステーカーが多数存在することは間違いありません。しかし、その一方で、考慮すべき点はたくさんあります。

• マージによって ETH がロック解除されることはありません。合併後の最初のハードフォークでは、6〜8か月後に撤退がある可能性があります。これらの月は、PoW (約 13,000 ETH/日) が販売されず、Proof of Stake が流通しません。

• ETH の入金にはキューイングが必要であるのと同様に、出金にもキューイングが必要です。大規模な売り出しイベントが発生した場合、全員がその列に並び、買い取り率は 1 日あたり 1,125 人に制限されるため、「門戸が開く」瞬間はありません。実際に全員が賭けをキャンセルするには1年以上かかると思われます。これは、年間で約 38,000 ETH/日が流通に再参入することを意味します (または、1 日の平均取引量の約 1%)。

• 合併後、バリデーターも手数料報酬を受け取るようになり、収益は2倍になると予想されます。現在、何千人もの人々がステーキングのために列に並んで待っています。彼らは ETH で 5% の利回りを得ることができますが、それが 10% になったら満足しないと思います。

• これまでのところ、ステーキングに伴う最大のリスクは統合であり、このリスクと、ETH を未知の変動期日までロックアップする必要があるにもかかわらず、すでに多くの人が 1 年以上にわたって ETH をステーキングしてロックアップしています。このリスクがなくなるまで待ってから参加する人はどれくらいいるでしょうか?

• 忘れないでください。ステーカーが退出するとバリデーターが減り、退出していないステーカーへの報酬が高くなることを意味します。これは、これまでステーキングしていなかった人たちがステーキングを始める動機がさらに高まることも意味します…

• もちろんそれは暗号です。暗号は暗号化されます。この合併は興奮と不安定さをもたらすだろうし、もしかしたら大規模な売りと価格の下落も起こるかもしれない。誰にも分からない。私は未来を知っているふりをしませんが、流出するよりも流入する ETH の方が多いと思われます。

PoS がそれほど優れているなら、なぜ Ethereum は最初からそれを実行しなかったのでしょうか?

PoW は概念化と実装が簡単ですが、PoS はそうではありません。特に 2014 年当時は、まだ研究段階の理論的な概念がほとんどで、いくつかのブロックチェーンがそのバージョンを実装していました。

PoS の実装を検討する前に、研究の観点から克服する必要がある基本的な問題がいくつかあります。

PoS は万能薬ではありません。各 PoS ブロックチェーンには独自の PoS 仕様があり、さまざまな面で長所と短所があるため、「他のブロックチェーンではできるのに、なぜ Ethereum ではできないのか」というほど単純ではありません。

そもそも PoW の利点は、誰でも誰の許可も得ずに自分でコインをマイニングできるため、コインの配布に役立つことです。最初から PoS であり、初期トークンをどのように配布するかを決定する必要がある新しいチェーンよりも優れています。イニシャル・コイン・オファリングは、許可なしには実行できません。

上記に関連して、はい、イーサリアムにはまだプレマイニング/プレセールがありますが、何年にもわたるマイニングと複数の強気/弱気サイクルを経て、ETH の供給量は現在半分に希釈され、ビットコインに近づいています。したがって、資産としてのイーサリアムが非常に流動的で入手しやすい2022年には、これはそれほど大きな問題ではありません。

いいえ、これは何年も試みてきた鉱夫たちを騙すための最後の手段に過ぎません

PoS は初日から最終目標であり、マイニングに携わるすべての人はそれがいつか終わることを知っています。ここでは引っ張り合いや不公平はありません。

経済的要因は、個々のマイナーのブロックチェーンに対する忠誠心よりも優先されます。ブロックチェーンをビジネス、マイナーを従業員と考えることができます。

• マイナー/ワーカーは、ブロック報酬を通じて、そのサービス（つまり、安全なコンセンサス）に対してすでに報酬を受け取っています。給与は雇用主にとって経費であり、保有者が保有する既存のトークンの価値を希薄化することから生じます（上記の「なぜ合併するのか？」を参照）

• マイナーは最も高い報酬を提供するチェーンに集まりますが、GPU で採掘可能な別のコインがより高い報酬を提供した場合、マイナーのほとんどはすぐに Ethereum を放棄するでしょう。

• 同様に、ステーカーがより安価にサービスを提供できれば、イーサリアムは必要なサービスに対して支払う金額が少なくなります。

これは完全に排他的というわけではありません。マイナーはトークンの保有者やブロックチェーンのユーザーになることもできます。彼らが報酬を保持し、ステーカーになることを妨げるものは何もありません。

トークンを採掘するために現実世界のエネルギーを費やさなければ、トークンはもはや本質的な価値を持たない。

私はこの議論にはまったく同意できません。任意の要件を満たすハッシュが見つかるまで、ハッシュを何度も計算しても魔法のような効果はありません。つまり、数独パズルを解くことで作業が行われる PoW ブロックチェーンがあり、それはまったく同じように機能します。つまり、一方向で計算するのは難しいが、解が見つかれば検証が容易な NP 完全問題です。これは、数独を解くこと自体が世界に価値を付加することを意味するものではありません。コインのマイニングの難易度を上げることで誰もが豊かになるわけではなく、マイニングの収益性が下がるだけだ。もちろん、需要も上がれば話は別だが、これまでのところ暗号通貨の世界では需要は大きな問題にはなっていない。

私の意見では、トークンの価値は最終的には需要と供給から生まれ、需要はブロックスペースの価値から生まれます。ブロックスペースを購入するには、マイナーによって生成された ETH とステーカーによって生成された ETH のどちらが必要かに関係なく、ETH が必要です。もちろん、マイナーの数が増えれば増えるほど、セキュリティと分散化が高まり、正のフィードバック ループでブロックスペースの価値提案がさらに高まりますが、PoS Ethereum にもフィードバック ループがあり、それもかなりクールです。

PoSは完全な中央集権化のレシピである

PoS は基本的に PoW と同じですが、若干の違いがあります。 「良い」か「悪い」かは、あなたの視点によって大きく異なります。私の意見では、PoW は実際には PoS に追加のステップを加えたものにすぎません。

コミュニティとしてのイーサリアムは分散化を重視しており、研究チームは、スケーラビリティなどの他の重要な要素を犠牲にしても、潜在的な集中化ベクトルを緩和するソリューションを模索します（たとえば、ガス制限を低く抑えて、より多くのノードが分散化に参加できるようにすると、混雑や高額な手数料が発生する場合があります）。

現時点ではいくつか欠点があります。分散化は、私たちがまだ到達していない範囲とプロセスです。現在、長期的には排除する必要がある中央集権的な松葉杖が数多く存在します。とはいえ、これらの松葉杖はどれもネットワークにとって実存的なリスクを意味するものではなく、実際、「X のせいで集中化されている」という議論に対しては、X をターゲットとするプロジェクトがロードマップ上に存在します。私個人としては、X を諦めて「X のせいでそれはできない」と言うのではなく、X を解決するためのさまざまな方法を考え出すのが正しいことだと考えています。

Ethereum の PoS 設計には、見落とされがちな興味深い側面があります。それは二次ペナルティです。単一のバリデーターが失敗したり、混乱したり、ネットワークを完全に攻撃したりしても、それほど厳しい罰則は科せられません。 1,000 人のバリデータが同時にこれを実行すると、さらに厳しい罰則が科せられます。

つまり、何千ものバリデーターを持つ大口投資家の場合は、バリデータを分散させ、クラウド ホスティングを避け、さまざまなクライアントを使用するなどしたほうがよいでしょう。確かに、資本は依然として集中化されていますが、少なくとも障害ポイントは分散されているため、ネットワーク全体の健全性には良いことです。

対照的に、大規模な採掘事業は、エネルギー使用量で検出可能なコストを償却し、当局が気に入らない場合は閉鎖するために中央拠点に依存しています。マイニング機器を世界中に移動させることは困難ですが、ステーキングは秘密鍵と公開鍵のみに依存し、消費者向けコンピューター以外の実際のハードウェアは使用しません。

PoSは実際には「金持ちはより多くのお金を稼ぐ」という意味です

はい。残念なことに、私たちは富の不平等が大きい世界に住んでいます。ブロックチェーンはこの問題を解決できません。

PoW でも同じことが言えます。お金を持っている人は誰でも、より多くのマイニング マシンを購入して、より多くのお金を稼ぐことができます。ただし、規模の経済によって ROI が向上するマイニングは例外です。集中型マイニングには、大量の割引ハードウェアを取得し、電気代が安い場所に業務を移転するための資金が豊富にあります。個々の鉱夫が真の意味で競争することはできない。 PoS では、誰もが比例して同じリターンを得ることができ、10 ドルでも 1,000 万ドルでも賭けることができます。

それらは集中化されているかもしれないが、大規模な採掘会社はインフラに何百万ドルも投資しているので、ネットワークを攻撃して機能を停止させる理由がない。

しかし、あなたの預金は受動的な利息を稼いでいますか?何もないところからお金を印刷するのですか?

そうするには本当に頑張らなければなりませんが、実際にそうしている人を見たことがあります。これらは通常、「PoS は何も新しいものではありません」から始まります。

バリデーターは引き続き「作業」、つまりブロックの作成と他のブロックの検証を行っています。実行される作業は、ハッシュの 1 つが任意の要件を満たすまで何度もハッシュを計算するのではなく、ブロックチェーンがコンセンサスに達するために必要な実際の有用な作業のみで構成されるというだけです。

これは実際には「空から印刷されたお金」ではなく、資本をステーキングするのにもコストがかかりますが、エネルギー料金よりも抽象的で直接的ではありません。

• 機会費用 – 別の投資でより良いリターンが得られる可能性があるのに、なぜ株式投資のリスクを負うのでしょうか?

• 流動性の欠如 - 入金した瞬間から、バリデータがアクティブになるまで資金はキューにロックされ、その後資金を引き出すと、資金を取り戻すまでに別のキューが必要になります。

• 固有のリスク — これはまだかなり新しいため、問題が発生する可能性があり、深刻な脆弱性が存在する可能性があり、ネットワークが攻撃される可能性があり、ステーキング ハードウェアが侵害される可能性もあります。

• ボラティリティ - 結局のところ、それは依然として変動性の高い資産であり、自国の法定通貨に投資するタイプの投資家であれば、5% の利回りの資産が一晩で 30% 下落する可能性があり、これはそれほど大きな問題ではありません (ただし、資産が 5% 倍になるのは非常に大きく、100% の利益が 110% になります)。

• メンテナンス — バリデーターのメンテナンスとセキュリティの確保、100% の稼働率の確保、ソフトウェアの更新などを行う必要があります。

興味深いのは、ステーカーの数が増えるほど、個人の報酬が低くなるということです。これは基本的に、上記のすべてのコストが市場自体によって価格設定されることを意味します。理由は簡単に理解できます。ステーキングの利回りが低すぎると、リターンがコストを正当化せず、人々は撤退して他の場所に投資し、利回りが再び上昇するからです。同様に、ステーキング利回りが高すぎると、より多くの資金が集まり、利回りが下がります。

インフレの場合: 市場全体が 5% が望ましい収益率であると考えており、そのうち 3% が発行によるものであると仮定します。これは、約 3,000 万 ETH がステークされ、年間 90 万 ETH が新規発行されることを意味します。総供給量1億2000万ETHに基づくと、インフレ率は0.75%となります。ガス料金が少なくとも 23 gwei である限り、EIP1559 バーンによって超過します。 （強調しすぎることはないが、イーサリアムはまもなく利回りを生み出すデフレ資産になるだろう）

ETH には供給上限が設けられたことはなく、金融政策は絶えず変更されています。

• 長年にわたり、目標は「ネットワークのセキュリティを確保するための実行可能な最小限の発行」であり、恣意的な供給上限よりもネットワークのセキュリティを優先してきました。

• 金融政策の更新によって供給インフレが上昇したことはありません。低インフレ（特にディスインフレ）は、当初から私たちの目標でした。

• EIP1559 のバーン レートが発行レートと一致すると、効果的な供給上限として機能する均衡が生まれます。これもまた、Ethereum ブロックスペースを評価する市場の力によって決定されます。私に言わせれば、それはかなりすごいことだと思います。

つまり、利子率を恣意的に調整し、仲間のために紙幣を印刷する「イーサリアム中央銀行」は存在しないのです。インフレ/デフレの度合いは市場自体が決定し、中央銀行が法定通貨のインフレ率を制御するのと同じように、単一の主体がそれを制御することはできません。

十分な資金を持ち、ルールを変更し、正直なステーカーを排除できるクジラですか?

いいえ、現時点では、イーサリアムにはいかなる形式のオンチェーンガバナンスもありません。プロトコルの更新はコミュニティの取り組み (レイヤー 0) であり、改善を提案したりプロセスに参加したりするためにお金を投資する必要はありません。

これはまさに PoW と同じです。ハッシュパワーの 99% を所有していたとしても、秘密鍵がなければ人々のお金を盗んだり、プロトコルのルールを変更したりすることはできません。 1% の正直なノードはルールに従わないブロックを拒否し、無効または役に立たないチェーンでマイニングすることになります。ここで、ハッシュパワー/マイニングをステーク/ステークに置き換えます。PoS も同様です (ただし、誰かがブロックを再編成しているのが見つかった場合、その人のステーク全体が破壊されますが、ブロックチェーンはマイニング機器を完全に破壊することはできません)

簡単に言えば、大量の ETH が関係しています。合併前は約1,000万人でしたが、現在も増加傾向にあります。現在の価格では、約300億ドルになります。 「ステークされた ETH の量」と「ETH の価値」の両方が上昇すると予想されるため、攻撃が発生する可能性はますます低くなります。

32 ETHは多すぎる、ほとんどの人はそんなにお金を持っていない

32 ETH は多いことには同意しますが、現時点では優先順位はそれほど高くないようです。

この数字がこれほど高い理由は、それが技術的なスイートスポットに当てはまる必要があるからです。つまり、アクセス可能で、チェーンを保護するのに十分なバリデーターを持つには十分に低く、バリデーターが多すぎてチェーンを肥大化させるオーバーヘッドが発生しない程度には高くする必要があります。各バリデーターには固定の番号が割り当てられているため、各バリデーターが各ブロックを生成する分散ランダム プロセスの重みはまったく同じになり、複雑さが大幅に軽減されます。

技術的な観点から見ると、32 ETH の価値は多くの数学的計算を必要とし、当時 32 ETH の価値は約 7,000 ドルでした。 2017 年の初期の計算では、少なくとも 1,000 ETH を超えると示唆されていました。

ありがたいことに、マイニング プールが存在するのと同じように、少額のステーキングを小額で行うことができるステーキング プールも存在します。 RocketPool、Secret Shared Validators（まだリリースされていません）などは、スマート コントラクトを使用して許可なし、分散型、非管理型を実現しているため、「あなたの鍵がなければトークンもない」というマントラに必ずしも違反するわけではありません。そして、上記の二次ペナルティのため、長期的には分散型ステーキング操作が集中型操作よりも優れていると私は信じています。詳細については、superphiz のステーキング ガイドを参照してください。もちろん、分散化を重視するのであれば、取引所を通じたステーキングはひどいということには同意します。

上記に関連して、Rocket Pool のようなものは、「単なるステーキング プール」ではなく、基礎となるステーキングのより高レベルの抽象化として捉えた方がよいでしょう。

PoSはまだ証明されていないが、PoWは機能することが分かっている

それは時間が経てばわかるでしょうが、私はこれがイーサリアムの進行中の PoS への移行の文脈では無関係だと考えています。信じていないのであれば、参加/投資しないでください。私は個人的にはイーサリアム PoS の長期的な持続可能性を信じていますが、それでもビットコインがPoWを継続してくれることを嬉しく思います。

いずれにせよ、それはすべて暗号実験の一部です。あるいは、それは単なる流行で、忘れ去られてしまうでしょう。そうなると、確かに残念なことになるでしょう。いずれにせよ、私たちは人間よりも長く存続できる強力なネットワークの構築に成功するでしょう。そして、これを達成するための鍵は、分散化を優先することです。

ビットコインとイーサリアムを見ると、これを達成するには分散化を優先することが重要だと分かります。哲学は非常に異なりますが、長期的に見てその価値を真に理解するために、両方を所有できることに興奮しています。