マイナーからステーカーへ: ステーキングがイーサリアムブロックチェーンを保護する仕組み

• パブリックブロックチェーンの優れた特徴の 1 つは、中央機関なしで運用できることです。これを実現するために、ネットワークの運用方法も管理しながら、コンセンサス メカニズムとして総称される一連のアルゴリズムと経済的インセンティブを採用しています。

• ビットコイン ネットワークは、プルーフ オブ ワーク (PoW) コンセンサス メカニズムを通じてマイナーによって保護されていますが、イーサリアムは、プルーフ オブ ステーク (PoS) コンセンサス メカニズムを通じてステーカーによって保護されています。マイナーが計算能力を通じてネットワークを保護する PoW とは異なり、PoS では、ステーカーがトークン資本を危険にさらすことで「ゲームへの参加」を証明する必要があります。

• ステーカーはブロックチェーンの維持に提供するサービスに対して報酬を受け取ります。したがって、資産をステークし、トランザクションを検証するトークン保有者は収入を得ることができます。ただし、ステーキング報酬はトークン価格の変動性に比べて通常は小さく、ほとんどの暗号資産投資の主なリスクと潜在的な報酬源と見なす必要があります。

パブリック ブロックチェーンは、中央機関のないオープン アーキテクチャ プラットフォームに基づいて、デジタル商取引を組織化する新しい方法を提供します。取締役会によって監督され、拠点を置く国の法律によって規制される企業とは異なり、パブリックブロックチェーンは、暗号化と経済的インセンティブによって保護された、世界的に分散化されたコンピューターネットワークです。経済的インセンティブを調整し、ネットワークを機能させ続けるために使用されるメカニズムは、おそらくこの新しいテクノロジーの核となる革新です。

プルーフ・オブ・ステークとプルーフ・オブ・ワーク

ブロックチェーンは、ネットワーク内のすべてのノードに同じ情報を保存します。 [1] ネットワーク上に保存された正しい情報について合意するためには、ノードは中央機関の助けを借りずに合意に達する必要があります。このプロセスを管理するために、すべてのパブリックブロックチェーンには「コンセンサスメカニズム」が含まれています。これは、ノードを合意に導く経済的インセンティブに基づいた規制された意思決定アルゴリズムです。 [2]

ビットコインのコンセンサスメカニズムは、Proof of Work (PoW) と呼ばれます。 PoW では、マイナーと呼ばれる専門のサービス プロバイダーが計算上の問題を解決するために競争し、勝利したマイナーはブロックチェーンを更新する権利とトークン報酬を受け取る権利を獲得します。 [3] これらのパズルは力ずくで（つまり、繰り返し推測することで）解かれるため、先行投資や継続的な電気代など、多大なリソースが必要になります。したがって、パズルを解くことで、勝利したマイナーが経済的利害関係を有し、チェーンの更新を信頼できることが他のネットワーク参加者に証明されます。マイナーはサービスに対してトークンで報酬を受け取ります。

イーサリアムは当初同じ PoW アルゴリズムを使用していましたが、2022 年に新しいコンセンサス メカニズムである Proof of Stake (PoS) に移行しました。このアプローチも経済的インセンティブに依存しています。しかし、ネットワーク参加者は、エネルギーを大量に消費する計算問題を解決するのではなく、イーサリアムブロックチェーン上のネイティブトークンであるイーサを「ステーキング」することで、既得の経済的利益を示します。ステーカーはトランザクションの検証とブロックチェーンの更新を担当します。これらの義務を正しく遂行した人には追加のトークンが報酬として与えられますが、チェーンの利益に反する行動をとった人には報酬が「削減」されます（つまり、罰せられ、減額されます）。ステーカーの経済的利益はチェーンの健全な運営と一致しているため、彼らは「ゲームに参加している」ため、トランザクションを検証し、ネットワークを更新することを信頼できます。マイニングとは異なり、ステーキングは電力をほとんど消費しないため[4]、ブロックチェーンのコンセンサス形成方法としてより環境に優しいと考える人もいます。

ビットコインは時価総額で最大のパブリックブロックチェーンであり続けていますが、PoSネットワークの人気は高まっています。たとえば、当社の通貨暗号セクターとスマート コントラクト プラットフォーム暗号セクターのプロトコルの半分以上は、PoS コンセンサス メカニズムを使用しています。時価総額で見ると、PoSベースのブロックチェーンは、これらの暗号通貨セクターの総時価総額の約30％を占め、ビットコインを除く時価総額の90％を占めています（図1）。

図1: PoSは現在、ビットコイン以外の主流の合意形成メカニズムとなっている

イーサリアムの取引とステークホルダーの役割

Ethereum のような PoS ブロックチェーンでは、ステーカーはすべてのトランザクションがネットワーク ルールに準拠していることを確認する責任があります。このサービスがなければ、ブロックチェーンは機能しません。

ステーカーの役割をよりよく理解するには、イーサリアムのトランザクションの仕組みについて考えると役立ちます。図 2 の様式化された説明に示されているように、Ethereum トランザクションには約 8 つのステップが含まれます (図 2)。ユーザーがプロセスを開始し、いくつかのステップでは他の専門サービスプロバイダーが関与する場合もありますが[5]、ほとんどのステップではバリデータノードの積極的な参加が必要です。すべての Ethereum トランザクション (またはその他の状態変更) はバリデータ ノードの協調操作を通じて発生するため、実質的にはステーカーがブロックチェーンの実行に責任を負います。

図2: バリデータノードはトランザクションの処理を担当する

これらのサービスを提供することで、ステーカーは、ユーザーが支払った手数料と新しく発行されたトークンから得られる追加トークンの形で報酬を受け取ります。 Ethereum では、手数料は基本手数料と優先手数料 (「チップ」) に分かれています。ネットワークは、基本料金として支払われた Ether を自動的に破壊し、トークンの供給を減らすことですべてのユーザーに利益をもたらすことを目指しています。新規発行されたETHに加えて、ステーカーは優先手数料も受け取ります[6]（図3）。イーサリアムのステーキングには、この記事では説明されていないさまざまな複雑な要素が伴います。詳細については、技術付録を参照してください。

図3: イーサリアムのステーキング報酬は優先手数料と新規発行から得られる

ステーキング報酬と収入

ステーカーはトークン報酬のおかげで資産から潜在的な収入を得ることができます。伝統的な市場では、農地が最適な例えになるかもしれません。土地自体には市場価値があり、時間の経過とともに価格が上がったり下がったりする可能性がありますが、作物を栽培することで生産性を高めることもできます。ステーキング報酬がブロックチェーンを検証するサービスに対する支払いであるのと同様に、農作物栽培は農地を耕作するサービスに対する支払いと考えることができます。どちらの場合も、資産所有者は有用なサービスを提供し、サービス収益を生み出しています。

イーサリアムステーカーの平均報酬率は現在 3.1% です (図 4)。 [7] データプロバイダーのAlliumの計算によると、イーサリアムのステーキング報酬率は、イーサリアムの供給シェアが増加するにつれて時間とともに低下しています（ステーキングされた供給が減少すると、プロトコルはステーキング活動を奨励するためにより高い報酬率を提供します）。ステーキング報酬の日々の変化は、ネットワークの混雑と優先手数料の変化も反映しています。ネットワークトラフィックが増加すると、ユーザーは通常、トランザクションを確認するためにより高い手数料を支払います。

図4: イーサリアムのステーカーは現在、年間約3%の収益を得ている。

トークンをステークし、検証サービスを提供するイーサリアム保有者にとって、ステーキング報酬は収入源とみなすことができます。例えば、イーサリアムのスポット価格は2023年の初めから173％上昇しています。[8] この期間中、ステーキング報酬は平均して年間約4.5％だったと推定されます。 [9] したがって、イーサリアムステーカーの仮想的なリターン（価格リターンとステーキング収入を含む）は192％となる（図5）[10]。この計算では、ステーカーが責任を正しく果たし（つまり、すべての報酬を受け取り、削減を受けていない）、第三者に手数料を支払っていないことを前提としています。 [11] 実際には、イーサリアムのステーカーが得る収入はこれらの仮定に依存することになる。

図5: ステーキング報酬は資産収入とみなせる

ステーキング報酬は他の資産と比較してトークン保有者の収益を徐々に増やすことができますが、イーサリアムのステーキング報酬はボラティリティの高さを考えると比較的低いです。言い換えれば、投資家はステーキング報酬ではなくトークン価格そのものをリスクと潜在的報酬の主な源泉と見なすべきです。たとえば、図 6 は、さまざまな通貨市場の「キャリー取引」および特定の株価指数の配当利回りと比較した、イーサリアムのステーキング収益とそのボラティリティを示しています。主に収入を目的として保有される投資は、通常、価格変動に比べて高い利回りを持ちます (そうでなければ、価格変動による利益/損失が収入のリターンを圧倒してしまいます)。イーサリアムのステーキング収益は、その価格変動性に比べて比較的低く、米国の株価指数の配当利回りに匹敵します。こうしたタイプの投資は通常、収益の回収ではなく、価格上昇による潜在的な資本利益を主な目的として行われます。

図6: イーサリアムのステーキング報酬は資産のボラティリティに比べて控えめである

さまざまな PoS ブロックチェーンのステーキング報酬は大きく異なります。たとえば、いくつかの小規模ネットワーク（時価総額ベース）では、10%～20% の名目ステーキング収益を提供しています（図 7）。ただし、ステーキング報酬は通常、取引手数料と新しく発行されたトークンの組み合わせによって賄われることに留意してください。多くの場合、高いステーキング収益はトークン供給インフレの場合にのみ可能であり、これは価格収益に影響を及ぼす可能性があります。したがって、投資家は住宅ローンの実質（インフレ調整後）利回りも考慮する必要があります（アナリストが債券市場や通貨市場の文脈で実質金利を考慮するのと同じように）。イーサリアムの供給量の増加はゼロに近いため、名目上のステーキング収益と実質的なステーキング収益はほぼ同じで、約 3% です。対照的に、Filecoin（FIL）は名目上のステーキングリターンが23％であるのに対し、流通供給量は今後1年間で20％増加すると予想されており[12]、実際のステーキングリターンはわずか3％となります（図7）。

図7: 名目利回りが高いとインフレ率も高くなる傾向がある

ステークス

ブロックチェーンにとってのコンセンサス メカニズムは、従来の商業企業にとっての法律や所有権と同じであり、どちらも不可欠です。暗号業界が進化するにつれ、Grayscale Research はPoS コンセンサスとステーキングがエコシステムのますます重要な部分になると予想しています。ステーキング報酬は暗号資産の価格変動に比べると一般的に低いものの、時間の経過とともに追加収入源となる可能性があるため、多くのトークン保有者はこれらの報酬を獲得するためにバリデーターとして行動する意思があります。

技術付録

概念的には単純ですが、実際にはステーキングには追加の複雑さが伴います。そのうちのいくつかについては以下で説明します。

誓約する4つの方法

イーサリアムをステーキングする方法は 4 つあります: ソロ ホーム ステーキング、ステーキング サービス、プール ステーキング、集中型取引所です。 Solo Home Staking は最も影響力があり、信頼を必要としない方法であり、完全な制御と報酬を提供しますが、ネットワークの分散化を強化するために少なくとも 32 Ether、専用のコンピューター、およびある程度の技術的知識が必要です。上記の議論は、ソロステーキングの観点から行われています。 Staking as a Service を使用すると、ユーザーはネイティブ ブロック報酬を受け取りながらハードウェア管理を委任できます。 32 イーサリアムが必要で、引き出しキーは通常ユーザーが保持します。プールされたステーキングにより、ユーザーは任意の量のイーサリアムをステーキングし、サードパーティのソリューションと流動性トークンを含む簡素化されたプロセスを通じて報酬を獲得できるため、簡単に撤退できますが、サードパーティのリスクを負うことになります。中央集権型取引所は、監視と労力が最小限で、自己管理を望まない人に適していますが、より高い信頼の前提と中央集権化のリスクを伴い、大規模なイーサリアムプールと統合され、利回りを得るためのフォールバックオプションを提供します。

キューのバインド/アンバインド

Ethereum の結合/結合解除キューには、ネットワーク上のエポックごとの処理速度制限 (チャーンと呼ばれる) のために、ステーキングまたはステーキング解除の開始を待つバリデーターが含まれます (図 8)。これらのキューは、Ethereum の PoS コンセンサスの安定性を保護します。バリデータが処理できるよりも速く参加すると、キューの継続時間が長くなり、バリデータが処理できるよりも遅く参加すると、キューの継続時間が短くなります。チャーンは、バリデーターが各エポックに出入りするレート制限であり、コンセンサスの安定性を維持するためにアクティブなバリデーターの数に基づいて調整されます。エポックは、それぞれ 12 秒の長さの 32 スロットの期間で、合計 6.4 分間であり、その間にバリデーターはブロックを提案し、証明します。スイープとは、資金がバリデーターキューを出て引き出し可能になった後、指定されたアドレスに引き出されるまでにかかる時間を指します。バリデーターの数が増えるほど、スイープの遅延は長くなります。

図8: バリデーターは通常、入退出を待つ必要がある

流動性担保デリバティブ

Liquid Staking Derivatives (LSD) は、ステークされた Ether のロックされた性質に対処し、それ以外では利用できないステークされた資産に流動性を提供するために作成されました。ユーザーが流動性ステーキングプロバイダーに Ether をステーキングすると、ステーキングされた Ether を表す LSD トークンを受け取ります。このトークンは代替可能、譲渡可能であり、さまざまな分散型金融 (DeFi) アクティビティに使用できます。 LSD はステークされた Ether の流動性を解放し、ユーザーはステーキング報酬を受け取りながら、貸付、流動性の提供、担保としての使用などの DeFi アクティビティを通じて追加の利回りを獲得できるようになります。

再誓約

再ステーキングでは、ステーキングされたイーサを使用して、イーサリアム ネットワークとその他の分散型プロトコルを同時に保護し、追加の報酬を獲得します。再ステーキングの目的は、開発の進んでいないプロトコルが、高額なコストやリソースをかけずに、Ethereum の強力なバリデータ コミュニティを活用できるようにすることです。再ステーキングは、Ethereum 改善提案 (EIP) や Ethereum ロードマップではなく、サードパーティ プロトコルである EigenLayer によって導入されました。