実用的なヒント |ビーコンチェーンステーキングに関するよくある質問と回答

出典: Ethereum Fans (https://ethfans.org/posts/beacon-chain-staking-faq-by-ethfans)

編集者注: この記事の主な目的は、「Ethereum 2.0」または「Eth2.0」として知られる Proof of Stake (PoS) プロジェクトに参加することのリスクを皆様に思い出していただくことと、この説明を通じて皆様の理解を深めていただくことです。プロジェクトには現在、設計コンポーネントの 1 つである「ビーコンチェーン」しかないため、以下では「ビーコンチェーン」はいわゆる「Eth2.0」を指すために使用されます。これらのよくある質問への回答（および付随する資料）を読めば、この選択の意味が理解できると思います。

1. どのような基本概念を習得する必要がありますか?

Eth2.0とは何ですか?

Eth2.0は、Ethereum Foundation（EF）の研究チームによって提案されたブロックチェーンアーキテクチャであり、コンセンサスメカニズムとしてプルーフオブステークとシャード実行を備えたブロックチェーンの実現を目指しています。この研究の部分は、EF が創業以来公に表明してきたビジョン (プルーフ・オブ・ステーク合意を実装するブロックチェーン) から派生したもので、EF 研究チームによって主導されてきました。このようなアーキテクチャが利用可能になると、その起動状態は特定の時点での現在の Ethereum Blockchain Mainnet のアカウント状態を継承することが予想されるため、「Ethereum 2.0」と呼ばれます。

実装手順に関しては、EF は 3 つのフェーズで開始される予定であり、各フェーズでコンポーネントといくつかの機能が追加されます。現時点では、第 3 フェーズ (「フェーズ 2」) の設計は完全には完了していません。フェーズ 1 の技術目標も調整される可能性があります。

現在、イーサリアムブロックチェーン上の ETH 保有者は、プルーフオブステーク (PoS) メカニズムで実行される「ビーコンチェーン」(フェーズ 0) に参加できます。設計上、ビーコンチェーンはシャード実行システム全体の中核となりますが、このコアには実行機能がありません (この影響については後で説明します)。

詳細については、https://ethereum.org/en/eth2/vision/ をご覧ください。

バリデーターとは何ですか?

ビーコンチェーンについて言えば、バリデーターは PoS コンセンサスプロセスの参加者です (PoW コンセンサスで作業証明を提出するマイナーと同じです)。ビーコンチェーンバリデーターは、ブロックに投票してブロックチェーンを形成し、コンセンサスに達した後にブロック報酬を受け取ります。

Proof of Stake コンセンサスメカニズムとは何ですか?

プルーフ・オブ・ステークは、参加者がシステム内で所有するリソース（トークンなど）の量に基づいて、参加者がブロックプロデューサーになる確率とブロックに投票する際の投票重みを決定するコンセンサスメカニズムです。参加者の大多数から支持を受けたブロックはメインチェーンの一部になります。メインチェーンブロックの支持者も報酬として追加のトークンを受け取ります。

ビーコンチェーンが使用する PoS メカニズムは、「Casper FFG アルゴリズム」+「LMD-Ghost フォーク選択ルール」です。 2 つのルールセットは共同で、バリデーターがさまざまな時点で実行すべきことと実行すべきでないことを定義します。ルールに従えば報酬が与えられ、ルールを破れば罰せられます。

ビーコンチェーンはどのくらいの頻度でブロックを生成しますか?

ビーコンチェーンの基本的な時間単位は「ブロック」ではなく、スロットとエポックです。 1 スロットは 12 秒です。 1 エポックは 32 スロット、つまり 6.4 分です。エポックが終了するたびに、バリデーターは、事前に決められたルール（およびその時点のビーコンチェーンの状態）に従って、各バリデーターを次のエポックのスロットに割り当て、投票に参加します（「アテステーター」と呼ばれます）。同時に、各スロットには、ブロックを提案する責任を負う専用のバリデーター（「プロポーザー」と呼ばれる）も存在します。スロットの提案者がその時点でオフラインの場合、スロットはブロックを生成できず、「ミス」スロットが形成されます。したがって、ビーコンチェーン上でブロックを生成するのにどれくらいの時間がかかるかは不明です。理想的には、12 秒ごとにブロックが生成されます。

では、バリデーターの報酬は、生成されたブロックごとに 1 回発行されるのでしょうか?

あまり。バリデーターに対する報酬とペナルティは、エポックごとに 1 回決済されます。エポックが終了して新しいエポックが始まるたびに、バリデーターは事前に決められたルールに従ってそのエポックのバリデーター報酬とペナルティを決済し、それによって新しいエポックにおけるさまざまなバリデーターの投票の重みを決定します。

バリデーターになるにはどうすればいいですか?

まず、現在の Ethereum ブロックチェーン上の入金契約 0x00000000219ab540356cbb839cbe05303d7705fa に ETH を送信し、バリデーター用に手配した出金公開鍵と検証公開鍵を提供する必要があります。その後、約 7.5 時間待つと、バリデーターとして登録できます。登録が成功した後、バリデータは、実際に PoS コンセンサスに参加して報酬を受け取るまで、一定期間候補キューで待機する必要があります。この時間の長さは、キューの長さによって異なります (候補チームから「アクティブバリデーター」セットに入ることができるバリデータの数は、各エポックで制限されているため)。

ここでの操作は非常に複雑です。手動で行わないでください。入金操作を完了するには、必ずhttps://launchpad.ethereum.org/ (バリデータクイックランチャー) を使用してください。このウェブサイトを注意深く確認し、取引が送信される契約書のアドレスを再確認してください。 ETH以外のトークンを入金しないでください。

ウェブサイトの紹介は、https://ethfans.org/posts/eth2-validator-launchpad でご覧いただけます。

次に、安定した電源とネットワーク供給、一定レベルのハードウェアを備え、バリデータ秘密鍵を制御し、ビーコンチェーンのコンセンサスにリアルタイムで参加するクライアントソフトウェアを実行する、制御可能なコンピューターが必要です。具体的な要件については、以下の「運用上の推奨事項」セクションをご覧ください。

バリデータキーとは何ですか?

ビーコンチェーンバリデーターに関連付けられたキーペアは 2 つあります。 1 つは「検証キーペア」と呼ばれ、このキーペアの秘密キーは、コンセンサスに参加するときに検証者が署名して証明メッセージを送信するために使用されます。もう 1 つは「撤退キーペア」と呼ばれ、このキーペアの秘密キーは、バリデーターがバリデーターチームから完全に撤退した後に、バリデーター名義の資金を回収するために使用されます。

両方の秘密鍵を自分で保管する必要があります。検証秘密鍵が漏洩した場合、他の人があなたの秘密鍵を使用して証人メッセージを送信できるため、検証者は厳しく処罰されることになります。引き出しの秘密鍵が漏洩した場合、検証者が退出する前に他人があなたの資金をすべて奪うことができます。

デポジットをデポジットする際には、両方の公開鍵をデポジットコントラクトに送信する必要があります (繰り返しになりますが、関連する暗号化とスマートコントラクトに非常に精通していない限り、操作を完了するには、 https://launchpad.ethereum.org/が提供するブートプロセスとツールを使用してください)。

紹介については、https://ethfans.org/posts/validated-staking-on-eth2-4-keys をご覧ください。

今おっしゃったクライアントソフトウェアは何ですか?

そうです、ビーコンチェーンの PoS コンセンサスに参加するには、検証秘密鍵をホストし、ネットワーク内で継続的にメッセージを送受信するソフトウェアを実行する必要があります。結局のところ、ビーコンチェーン (他のバリデーター) の観点から見ると、バリデーターは、自分の名前でいくらかの資金を持ち、証人メッセージを送信し続ける必要があるキーペアです。コンセンサスに参加しないと、お金は失われます。

具体的には、コンピュータで次の 2 種類のソフトウェアを実行する必要があります: (1) Geth、OpenEthereum、Nethermind、TurboGeth などの「Eth1 クライアント」。（２）Lighthouse、Prysm、Teku、Nimbusなどの「Eth2クライアント」各カテゴリから 1 つだけ選択する必要があります。

ソフトウェアによって、パフォーマンス、ハードウェア要件、コンパイルの難易度が異なります。セキュリティに関しては、申し訳ありませんが、ここではいかなるソフトウェアのセキュリティも保証することはできません。以下にいくつかのデプロイメントチュートリアルを示します。

Ubuntu OS + Geth + Prysm: https://ethfans.org/posts/guide-to-staking-on-ethereum-2-0-ubuntu-medalla-prysm
Linux + Nethermind + Lighthouse: https://ethfans.org/posts/using-nethermind-to-run-a-validator-in-eth2
ビデオチュートリアル: https://www.bilibili.com/video/BV1x541157FC

II.報酬、罰則、リスク

ビーコンチェーンに参加したいです。早期参加者のリターン率は非常に高いと聞きました。これは本当ですか？

Quick Starter サイトでは、年間収益率を（純粋に定量的に）計算するための大まかなツールも提供されています。簡単に言えば、ビーコンチェーン上の資産の発行率は、バリデータの有効な残高の合計に反比例します。有効残高が低いほど（最初の預金が少ないほど）、発行率は高くなり、バリデータの年間収益率は高くなります。逆もまた同様です。

有効残高はバリデータの投票重みとみなすことができ、バリデータの既存残高（すぐに終了した場合に引き出せる金額）とは異なります。紹介は以下でご覧いただけます: https://ethfans.org/posts/understanding-validator-effective-balance

さらに、ビーコンチェーンでは報酬は均等に分配されません。 Casper FFG と LMD-Ghost は、各エポックでのバリデーターの異なるパフォーマンスに基づいてバリデーターへの報酬と罰則を調整するための、かなり複雑な一連のルールを形成しました。そのため、バリデーターごとに収益率が異なり、バリデーターによってはネットワーク全体の平均よりも高い収益率を得られる場合もあると言えます。

しかし、先に述べたように、ビーコンチェーンは設計上、コンセンサスを形成する能力しかなく、実行能力がないため、ビーコンチェーン上でユーザーが得た収入をビーコンチェーン上で転送することはできないため、これを単純に「ETHに基づく年率収益率」とみなすことを妨げる他の要因もあります。第二に、現段階では、これらの収入（および元本）をイーサリアムブロックチェーンに戻すことはできません。最後に、これらの収入と元本の循環をプロトコルレベルでサポートするには、ビーコンチェーンを中核とするシステムが実行機能を持つまで待つ必要がありますが、これについては明確なスケジュールはまだありません。（現状からすると、実行機能が1年以内に立ち上がる可能性は低いです。誰もができるだけ早く可用性を実現することを目指したとしても、短期的なニーズと長期的なニーズの間には矛盾が生じるでしょう。）

その報酬と罰とは何でしょうか?オフラインにならなければ大丈夫だと聞きました。

ビーコンチェーン (Casper FFG + LMD Ghost) の設計哲学は、バリデーターのデポジットが差し押さえられた後、罰則を通じてバリデーターの破壊的な行動を抑制できるというものです。同時に、報酬の違いを通じて、互いに協力するように促すこともできます。

罰則は基本的に次の 3 つのカテゴリに分けられます。

（１）提案者が同じスロットに２つの異なるブロックを提案する（二重提案）など、合意を損なう行為。 Casper FFG 投票を実行する際の二重投票とサラウンド投票。このような行為は最も深刻であり、いわゆる「スラッシング」を引き起こすことになります。

（２）オフラインバリデーターに対するペナルティは「怠けペナルティ」と呼ばれる。ネットワークが確定している期間、この罰則の厳しさは比較的小さく、コンセンサスに通常通り参加した場合に得られる報酬とほぼ同等になります（コンセンサスに参加した場合は 3 元が得られ、参加しなかった場合は 3 元を失います）。ネットワークに最終性が欠けている期間中、最終性の欠如が長く続くにつれて、このペナルティは増加し続けます。

（３）ネットワーク全体のファイナリティが欠如している期間中、オンラインバリデーターも処罰されるが、この処罰の強度は固定されており、増加し続けることはない。したがって、常にオンラインであれば大丈夫というわけではありません。バリデーターが大規模なミスを犯した場合、通常のバリデーターも処罰されますが、その処罰はより軽くなります。 (これは、バリデーターが他のバリデーターの証人メッセージを意図的にブロードキャストまたはパッケージ化せず、最終性が欠如している期間から利益を得ることを防ぐために設計されています。)

「オフライン」をどのように定義しますか?答えは、エポックの終了時に、そのエポック内のすべてのブロックに特定のバリデータからの監視メッセージが含まれていない場合、それらはオフラインであるとみなされるということです。したがって、「オンライン」要件は特に厳しいものではありません。

報酬は少しシンプルです:

（1）オンラインブロック提案者として、「ブロック提案報酬」と「報告者報酬」を得ることができます（パッケージ化されたブロックに没収された行動の報告が含まれている場合、ブロック提案者は没収されたデポジットのこの部分を取得できます。この設計は、その後の開発で変更される可能性があります）

（２）オンライン投票証人として、通常の「FFG投票報酬」を受け取ることができます。

その中で、ブロック提案者が自身のブロックに詰め込む証人メッセージ（メッセージが初めて詰め込まれる必要がある）が多ければ多いほど、「ブロック提案報酬」は高くなります。証人がメッセージを送信した後、証人メッセージがより速くパックされるほど、証人が受け取る報酬は高くなります。これは、バリデーターが互いに協力することを奨励するためです。

ビーコンチェーンバリデーターの報酬とペナルティに関する最も詳細な紹介については、https://ethfans.org/posts/rewards-and-penalties-on-ethereum-20-phase-0 を参照してください。

Capser FFG (ファイナリティ、二重投票、ラップアラウンド投票) の紹介については、https://ethfans.org/posts/casper-ffg-explainer-by-adiasg および https://ethfans.org/posts/casper-ffg-in-eth2-0 を参照してください。

罰金はどのくらい重いのでしょうか？

罰金が科せられる行為には、二重提案ブロック、FFG二重投票、FFGサラウンド投票が含まれます。

削減された後、削減されたバリデーターには 3 種類のペナルティが課せられます。

（１）斬撃を受けた直後に、１回限りの基本斬撃罰則が適用される。これはバリデータの実効残高の 1/32 です (現在のビーコンチェーンでは、スラッシングとペナルティが弱められており、将来的には増加する可能性がありますが、これについては公に議論されていません)

（２）継続的な「オフライン処罰」これは、スラッシュされたバリデーターのステータスが「スラッシュ」に強制的に変更され、エポックごとに罰せられるためです（強度は基本報酬の 3 倍に固定されます）。この罰則は、削減されたバリデータが「完全に排除」された後に終了します。（この期間は、終了を待機しているバリデーターの数と正の相関関係にあります）

（３）削減されたバリデーターが完全に終了した状態になった後、残りの資金を回収する前に8192エポック待つ必要があります。この期間中、システムは、バリデータが捕まった時点の前後 18 日以内に没収された預金の金額に基づいて、さらなるペナルティを課します。没収された預金額が 33% を超える場合、罰金は有効残高の 100% (つまり、最大 32 BETH) になることがあります。

バリデーターをオフラインのままにしておくことを怠ると、預金がペナルティを受けて 0 に減額されますか?

一般的に言えば、いいえ。バリデータの有効残高が 16 BETH 未満になると、バリデータは「アクティブ」状態から「終了間近」状態に移行し、終了待ち状態になります。

ただし、終了しようとしているバリデーターは、通常どおり証人メッセージを送信する必要があることに注意してください。そうでなければ、彼は怠けたことで罰せられ、完全に撤退するまでこの期間中資金を失い続けることになるでしょう。

バリデータの状態遷移については、https://ethfans.org/posts/understanding-the-eth2-validator-lifecycle を参照してください。

バリデーターは自主的に退出できますか?

はい、アクティブバリデーターになってから 9 日後に、アクティブ終了リクエストを開始して、バリデーターのステータスを終了予定に変更し、終了を待機するキューに入ることができます。

バリデーターが完全に終了したら、残りの資金をすぐに取り戻すことはできますか?

いいえ、罰金が科されていない場合は、完全に終了してから 256 エポック待ってから資金を引き出すことができます。罰金が科せられた場合は、8192 エポック待つ必要があります。ただし、この段階では資金を送金することはできないことに注意してください。

完全に撤退した後でも、アクティブなバリデーターとして参加できますか?

残念ながら、現在のビーコンチェーンでは、罰金が科せられたり、積極的に撤回されたり、受動的に撤回されたりしても、関連するキーペアは再びバリデーターになることはできません。ただし、バリデーターがまだアクティブな間は、Ethereum ブロックチェーン上のデポジット契約を通じてバリデーターのデポジットを補充することができます (ただし、この補充は即時ではありません)。

処罰されるリスクや開発ルートのリスクのほかに、どのようなリスクがあるのでしょうか？

最も明白なのは、クライアントソフトウェアの実装のリスクもあり、クライアントソフトウェアに障害が発生する可能性があることです。欠陥のあるクライアントを使用すると、当然ながら直接的な影響を受けます。しかし、障害のあるクライアントを使用していない場合でも、オフラインのバリデーターが多すぎてネットワークに最終性がないため、間接的に影響を受ける可能性があります。

ビーコンチェーンはいつ転送機能を開くことができるようになりますか?他にどのような技術的な問題に直面していますか?

これらの機能のいずれかが完了すると、ビーコンチェーンは転送機能を開くことができます。(1) ビーコンチェーンに単純な転送機能を持たせる（またはバリデーター間の転送機能のみを有効にする）（２）イーサリアムブロックチェーンと「ビーコンチェーンシャーディング」システムの融合を実現する。

前者はより単純かもしれませんが、プロジェクトの長期目標と矛盾しており、参加者に対するプロジェクトのコミットメントに違反しています（ハードウェア要件の増加）。後者に関しては、明らかにより長い開発時間と社会的合意を得るための時間が必要になります。

さらに、どのような技術的目標を選択したとしても、十分に安全になるまでには長い時間がかかります。したがって、私は個人的に、転送機能が 1 年以内に利用可能になるとは期待していません。しかし、これはあくまでも私の個人的な意見です。そして変数はたくさんあります。

3. 運用上の提案

独自のバリデーターを実行する場合、どのようなハードウェアが必要ですか?

適切な CPU、16 GB の RAM、ソリッドステートドライブ (安全のために 1 TB 以上を検討してください)、安定した電源とインターネット供給が必要です。大規模な切断が発生しない場合は、50% 以上の時間をオンラインにすることでプラスの収益を保証できます (ただし、長時間連続してオフラインにしないでください)。

秘密鍵をハードウェアウォレットに保存できますか?

出金用の秘密鍵はハードウェアウォレットに配置できますが、証人メッセージの正常な発行を確実にするために、検証用の秘密鍵はクライアントソフトウェアに配置する必要があります。

ハードウェアアーキテクチャや秘密鍵の生成に取り組むことでセキュリティを向上させることは可能ですか?

はい、しかし、関連する方法は非常に専門的ですので、必ず専門家の助けを求めてください。

たとえば、検証クライアント自体が署名者であると言えるため、署名者が外部ネットワークに公開されないように、署名者を他の機能から分離することができます。等

分散型サードパーティ運用計画はありますか?

いいえ、すべてのサードパーティホスティングソリューションでは、サードパーティを信頼する必要があります。たとえば、第三者があなたの検証秘密鍵を保持している場合（引き出し用の秘密鍵はあなた自身が保持します）、あなたは第三者がバリデーターを適切に操作し、あなたに罰金を課さないことを信頼する必要があります（したがって、あなたと第三者の間で責任を割り当てる必要があります）。引き出し用の秘密鍵を保管せずに第三者に直接お金を渡すと、信頼度はさらに高まります（中央集権型取引所にお金を預けるのと同等）。現在、誰もBETHを現金化することはできません。

スマートコントラクトやトークンを追加するのはどうでしょうか?

いいえ、スマートコントラクトとトークンでは、ビーコンチェーンの資産数に対応するイーサリアムブロックチェーン上のトークンを取得することしかできませんが、追加のトークンの発行に関する情報は依然として情報入力メカニズムを通じて入力され、この情報入力メカニズムにも信頼が必要です（利益には変数が多すぎるため、サービスプロバイダーも自分の利益を保護するためにある程度の集中化が必要であり、これは避けられません）。