ファイルコインの暗号経済設計

元のタイトル: 「Filecoin の暗号経済設計」

出典: Blue Fox Notes

Filecoin メインネットはブロック 148,888 で開始されます。これは、3年以上待ち望まれていたFilecoinがもうすぐ登場することを意味します。

Filecoinとは何ですか?

Filecoin について話すとき、最初に言及すべきことは IPFS です。 IPFS はピアツーピアの分散ファイルシステムです。最終的な目標は HTTP を置き換えることです。その中核は、従来のドメイン名アドレス指定ではなく、コンテンツ アドレス指定に基づいています。これにより、人々が情報を入手する方法が変わります。 HTTP では、ドメイン名を通じてコン​​テンツを検索したり、サービスを利用したりします。 IPFS アーキテクチャでは、ドメイン名を通じて情報を取得するのではなく、コンテンツを直接検索します。

それで、これは Filecoin とどのような関係があるのでしょうか? Filecoin は、分散型ストレージ市場である IPFS のインセンティブ レイヤーです。 IPFS のビジョンを実現するには、Filecoin のような分散型ストレージ市場が必要です。

さらに、Web3.0の観点からは、分散ストレージも非常に重要です。 Filecoin の分散型ピアツーピア ストレージ マーケットにより、ユーザーはデータを迅速かつ安価に保存できるため、集中型サーバーへの依存が軽減されます。

メカニズムの観点から簡単に言えば、Filecoin は、ストレージ ユーザーがマイナーにサービス料金を支払う分散型ストレージ市場と見ることができます。ストレージマイナーは、ユーザーがファイルを保存できるようにソフトウェアとハ​​ードウェアを実行し、その対価として Filecoin のネイティブトークン FIL で支払いを受けます。 Filecoin のブロックチェーンは、FIL トークンのトランザクションを記録し、ストレージ マイナーのストレージ証明も記録します。 IPFS と Filecoin の詳細については、Blue Fox Notes の過去の記事「Filecoin の価値獲得」、「Filecoin 究極ガイド: Filecoin ホワイトペーパーを深く掘り下げる」、「IPFS が興味深い理由」を参照してください。

ファイルコインが肥沃な市場に参入

Filecoinは少なくとも2つの市場に取り組み、その可能性により、将来的にはさらに新しいものが生み出されるでしょう。これら 2 つの市場は、クラウド ストレージと CDN サービスです。 2019年、クラウドストレージ業界の価値は460億ドルを超え、CDNサービス（コンテンツ配信ネットワーク）の価値は120億ドルを超えました。これら 2 つの市場は、携帯電話やその他のハードウェアがますます普及し、アップグレードされるにつれて、人々がデータを生成する速度がますます速くなり、ビデオや画像データの量が増加しているため、依然として成長を続けています。

これは非常に肥沃な市場であり、現在、市場シェアの大部分は中央集権型企業、特に巨大企業によって占められています。これは、集中型サービスの優位性にも対応しています。しかし、dApps が発展するにつれて、分散型アプリケーションは分散型インフラストラクチャをより積極的に使用するようになり、この状況は徐々に変化しますが、それには長い時間がかかります。

モデルの観点から簡単に例えると、Filecoin は分散型ストレージ分野における Airbnb に似ています。誰でもデータストレージサービスのプロバイダーになれるようになり、誰でも分散型ストレージサービスを利用できるようになります。他のクラウド ストレージや CDN サービスとは異なり、Filecoin は分散型の方法でサービスを提供します。つまり、サービスの提供に信頼できるサードパーティ組織に依存しません。これは、検証可能なストレージ、許可なしの参加などが必要であることも意味します。

したがって、Filecoin では、ユーザーのデータが保存されているかどうかを確認するために、ブロックチェーンと暗号化による検証 (保存証明) が必要です。同時に、マイナーがより多くの人々にストレージ サービスを提供するようインセンティブを与えるために、ネイティブ トークンを通じて支払いと補助金を行う必要があります。許可なしの参加とは、特定のハードウェア機器とインターネット接続があれば、誰でも Filecoin ネットワーク上のストレージ サービス プロバイダーになれることを意味します。

さらに、参加者が分散しているため、人気コンテンツをユーザーの近くで配信する機会を与え、より効率的な CDN サービスへと発展する可能性もあります。したがって、Filecoin は AWS の領域だけでなく、CloudFlare (CDN サービス) の領域にも参入することになります。ユーザーに近いファイルはより速く転送され、特に人気のあるコンテンツは有利になります。機関でもマイニングに参加し、近くのユーザーにデータ取得サービスを提供できます。

つまり、Filecoin はストレージと検索市場を備えた分散型サービス ネットワークであり、その基盤に基づいてさまざまな分散型の新しいアプリケーションが生まれます。これらの新しいアプリケーションは今後数年間で普及し、非常に興味深いものになるでしょう。

ファイルコイントークンエコノミーの持続可能な設計

暗号経済におけるトークンメカニズムの設計は非常に重要です。適切に設計されていない場合、市場の不安定化を引き起こす可能性があります。たとえば、現在の DEX の中には、取引量や流動性が高く、基礎が非常に優れているものもありますが、トークンの価格は維持できていません。重要な理由の 1 つは、トークン経済メカニズムの設計が不十分であることです。これは流動性プロバイダーのインセンティブの問題を一方的に考慮していますが、より重要なトークン価値の獲得、エコシステムビルダーの測定、および全体的な長期的な持続可能性の問題をグローバルな観点から考慮していません。これらの DEX は、実際に流動性プロバイダーの利益とトークンの価値獲得を統合することができます。この観点から、現在のトークン経済メカニズムの設計は、さらに反復されることになります。

Filecoin のトークン経済設計は、分散型ストレージ市場の参加者に役立ちます。参加者の短期的な行動（ある程度は避けられない）を可能な限り緩和し、十分な魅力を確保しながらネットワークの発展に貢献し続けるためには、参加者に、より合理的なトークンインセンティブメカニズムを提供する必要がある。

(Filecoin 参加者、Filecoin.io)

Filecoin のトークン経済システムでは、ストレージ ユーザーはデータを保存するために FIL トークンを支払い、ストレージ マイナーはストレージ スペースを提供することで FIL で報酬を受け取ります。保管証明はFilecoinネットワークを通じて検証されます。ストレージの価格は、利用可能なストレージ容量とストレージ期間によって決まります。検索も同様の市場で、ユーザーは検索マイナーに FIL トークンを支払い、提供したデータのコピーを受け取ります。

Filecoin の経済的繁栄には、ユーザーとマイナーの積極的な参加と、より大規模な使用シナリオが必要です。経済と同じように、取引が頻繁かつ活発であれば、繁栄するでしょう。結局のところ、FIL の価値は、その保管および検索市場の規模によって決まります。 Filecoin ネットワークでの保存と検索の需要が増加するにつれて、FIL の需要も増加します。マイナーのステーキングのニーズと、ユーザーのストレージおよび検索サービスの購入のニーズは、FIL トークンと切り離せないからです。

したがって、Filecoin のトークン生成速度は価値創造速度と一致する必要があります。そうでないと、全体的な開発に悪影響を及ぼします。 Filecoin は、実際の取引需要を促進し、FIL 補助金なしでも運営できる経済を形成することを目指しています。

Filecoin のトークン エコノミーを理解するには、まずその市場の主な参加者と参加ルールを理解する必要があります。

Filecoin ストレージ サービス プロバイダー

集中型ストレージ市場とは異なり、分散型ストレージ市場では、第三者の信頼を必要とせずに信頼性の高いサービスの提供を確保するために、両者間の調整が必要です。この目的のために、Filecoin は多くの設計を行ってきました。これらには、コミットされた容量、セクター、マイナー誓約などが含まれます。

* マイナーに実際のストレージサービスを満たすようインセンティブを与える

あらゆる市場はトランザクションで構成されており、Filecoin ネットワークも同様です。しかし、Filecoin は現在、実際のユーザーからの注文とマイナー自身からの「ブラッシング」注文を区別することができません。この目的のために、Filecoin は「コミットされた容量」アーキテクチャを設計し、「検証されたユーザー」という概念を導入しました。これにより、「内部トランザクション」は徐々に経済的に不経済なものになります。

（ストレージサービスはFilecoin、Filecoin.ioで提供されます）

ネットワーク立ち上げの初期段階では、Filecoin で提供されるストレージ サービスは、コンテンツを保存していなくても報酬を受け取る機会があります。これの重要性は、システム用の空き領域を残すことです。これが Filecoin の設計です。「コミットされた容量」です。

ストレージマイナーはストレージサービスを提供するだけでなく、チェーン上のコンセンサスも確保します。セクターは、Filecoin における最も基本的なストレージ単位です。標準サイズと定められたサービス期間があります。セクターキャパシティに取引注文の一部しか入っていない場合、残りは「コミット済みキャパシティ」とみなされ、取引注文のないセクターも「コミット済みキャパシティセクター」とみなされます。マイナーは、Filecoin ネットワークに「コミットされたストレージ容量」を証明することで報酬を受け取ることもできます。もちろん、実際のストレージ需要を見つけることができれば、より高い収益を得ることができます。

マイナーが実際のストレージのニーズを無視して「コミットされた容量」のみを提供することを選択するのを防ぐために、Filecoin は「検証済みユーザー」の概念も導入しています。 「認証済みユーザー」とは、データストレージを実際に必要とする非営利団体、学術機関、ブロックチェーン上の基本プロジェクトなどです。

「検証済みユーザー」は、検証者の分散ネットワークを通じて検証されます。検証後、検証済みユーザーと取引するセクターは、より多くのストレージパワーを獲得し、より多くのブロック報酬を受け取ります。つまり、「検証済みユーザー」のデータを保存すると、より高いブロック報酬が得られます。このようなインセンティブにより、マイナーはストレージスペースを使用する実際のデータ需要者を見つけるようになり、システム全体の競争力が向上します。

*Filecoinセクター

Filecoin は、セクターの概念を取り入れたストレージの取引市場です。前述のように、セクターは Filecoin における最も基本的なストレージ単位です。標準サイズと定められたサービス期間があります。したがって、マイナーのストレージ証明は主にセクターに関連し、セクターのサイズと使用期間が含まれます。

ただし、Filecoin 上のさまざまなセクターには、それぞれ異なる重みがあります。最も基本的なセクター サイズとセクター コミット サービス期間に加えて、トランザクション オーダーの重み、トランザクション オーダー品質の倍数、セクター品質の倍数、および重み付けバイト計算能力も含まれます。たとえば、あるセクターにおける認証済みユーザー取引注文の重みは、通常の取引注文の重みよりも大きくなります。取引注文カテゴリーによって、取引注文品質の倍数が異なります。重み付けされたバイト計算能力は、生のバイト計算能力などに基づいてセクター品質の倍数を考慮します。これらの重みを差別化することで、サービスの量と品質のバランスをとることができ、より公平なトークンの分配を実現します。

(トランザクション タイプがセクターの品質に与える影響、Filecoin.io)

Filecoin の設計では、セクターにはライフサイクルがあります。これには、セクターのパッケージ化、ライフサイクルの設定、および関連する障害コストが含まれます。

(セクターのライフサイクル、Filecoin.io)

Filecoin がセクターをカプセル化すると、セクターの識別コードが生成されます。このコードは、複製証明 (PoRep) を通じて実装されます。パッケージ化が完了すると、ストレージマイナーは証明を生成し、SNARK を実行して証明を圧縮します。圧縮された結果は、ストレージコミットメントの証明として Filecoin チェーンに送信されます。

トランザクション注文がチェーンに送信されます。ストレージマイナーはセクター内で Proof of Spacetime (PoSt) の生成を開始します。ストレージの空間時間の証明により、ブロック報酬を獲得し、ストレージ料金を獲得する機会が得られます。規模に加えて、セクターの現在のコミットメント期間は最短 6 か月、最長 18 か月です。チェーンの帯域幅を効果的に利用するために、最小セクターライフサイクルは 6 か月に設定されていますが、最長セクターライフサイクルは証明構造のセキュリティに依存します。 Filecoin の複製証明 (PoRep) のセキュリティは、セクターのライフサイクルが長くなるにつれて低下します。

最後に、セクター失敗手数料の処理について説明します。セクターが障害状態にある場合、1日ごとに料金が請求されます。マイナーができるだけ早く停止を修復するよう促すため、料金は業界の予想収益よりわずかに高く設定されている。セクターが 2 週間連続して失敗し続けるか、有効期限前に終了した場合、セクターは終了料金を支払い、ユーザーの残りの注文料金を返金し、チェーンから削除される必要があります。さらに、マイナーが障害を報告せず、報告されていない障害がチェーン上で発見された場合、1 回限りの料金が請求されます。最新の設計では、Filecoin はセクター障害検出料金とセクター終了料金を引き下げ、マイナーの運用および保守リスクを軽減しました。

解約手数料と失敗手数料は、マイナーがサービスの品質を向上させることを奨励するために設計されています。

*Filecoinマイナーになるには、FILトークンをステークする必要があります

PoW メカニズムのセキュリティの観点から、マイナーは専用の ASIC マイニング マシンを購入しますが、これは購入後に再販することが困難です。これらが攻撃に使用された場合、この部分のコストを回収することは困難です。 PoS はセキュリティ防御としてトークンのステーキングを使用します。攻撃者が攻撃のために大量のトークンを購入すると、トークンの価格が上昇し、攻撃の閾値が上昇します。

セキュリティを確保するために、Filecoin は、ハードウェア リソースのしきい値 (マイニング用の再利用可能な商用ハードウェア) に加えて、より高いセキュリティ防御のためにトークン ステーキングにも依存する必要があります。攻撃者は、ハードウェアを稼働させ、大量のトークンをステークする必要があります。

現在、Filecoin マイナーは、ストレージ ステーク、コンセンサス ステーク、ブロック報酬ステークなどのトークンをステークしてマイニングに参加する必要があります。

ストレージステーキングとは、マイナーが各セクターごとに一定量の FIL トークンを担保にする必要があることを意味します。その主な目的は、セクター障害や罰金などに対処するために、ネットワークのストレージ サービスの品質を確保することです。Filecoin は、ユーザーとマイナー間の二国間市場の問題に対処します。マイナーがストレージのコミットメントを簡単に放棄できる場合、データの損失やストレージユーザーのサービス品質の低下が発生します。したがって、マイナーが不用意に行動するのを防ぐためにステーキングが必要になります。ただし、ステーキングコストが高すぎると、より多くのマイナーの参入につながりません。したがって、Filecoin の設計では、ロックされたブロック報酬またはロック解除された報酬も担保として使用できます。

コンセンサス ステーキングは、セクターの加重バイト パワーとネットワーク上で流通している FIL 供給量によって決まります。ネットワークがベースラインに達するかそれを超えると（以下に具体的に説明）、FIL 循環供給量の約 30% が初期コンセンサス ステークにロックされます。

最後に、このプロトコルでは、ストレージ プロバイダーに対して、最低限のストレージの提供を保証するための最低限の誓約を行うことも要求しています。取引注文が途中で終了した場合、この部分の質権は罰せられます。セクター内の取引注文が成功すると、担保はストレージプロバイダーに返却されます。

Filecoinストレージユーザー

Filecoin に分散型ストレージを実装することは、ストレージ ユーザーにとって魅力的です。ストレージユーザーにとって、Filecoin のストレージ サービスを取得するのは比較的簡単です。

まず、ストレージ ユーザーは FIL トークンを取得し、検証されて検証可能なユーザーになる必要があります。もちろん、この手順は省略できます。次に、マイナーの検索を開始し、対応するマイナーへのトランザクションを開始します。両者は、ユーザーがマイナーからストレージファイルを取得する一方で、ユーザーのストレージを検証し、Filecoin チェーンを通じてマイナーに手数料を支払うことに合意しました。

(Filecoin、Filecoin.io で利用可能なストレージ サービス)

取引プロセス中、取引情報は Gossipsub ネットワークを通じて送信され、第三者によって取引が照合され、取引が高速化されます。ストレージの需要と供給の注文が一致すると、取引注文を完了できます。ストレージ要件には、容量、価格、期間、マイナーの誓約額などが含まれます。チェーンの状態と帯域幅は限られた資産であるため、プロバイダーがユーザーに高品質のサービスを提供できるように、プロトコルはプロバイダーのトランザクションの最小ステークを設定します。ネットワーク取引注文の総量がネットワーク ベースラインに達した場合、取引誓約の総量は Filecoin の流通供給量の 5% を目標とします。

トランザクションの支払いは、トランザクション注文がチェーン上に置かれるとロックされ、支払いは各支払いサイクル中にバッチでマイナーに分配されます。注文の有効期限が切れる前にマイナーが終了した場合、マイナーはセクター終了料金を支払う必要があり、プロバイダーのトランザクション ステークも罰せられ、破棄されます。残りの取引支払いもユーザーに返金されます。

ユーザーにはストレージのニーズだけでなく、特定のデータに対するクエリのニーズもあります。ユーザーが特定のデータに対してクエリ要求を行うと、取得マイナー ノードは Gossipsub を使用してこれらのクエリをマイナー ネットワークに伝播します。コンテンツを所有する検索マイナーは価格情報を含んだ検索提案を返し、ユーザーは検索マイナーを選択して料金を支払います。検索からの収益は、価格、人気、地域性、待ち時間などによって異なります。

ネットワークベースラインがトークン配布を調整

FilecoinのトークンFILの合計金額は20億です。ジェネシスブロックの分配では、10% が初期投資家に割り当てられ (7.5% が販売され、2.5% が保持)、20% がプロジェクト関係者に割り当てられました (15% が Protocol Labs、5% が Filecoin Foundation)。

残りの70％は、Filecoinのストレージマイナー、検索マイナー、メンテナンスマイナーなどに割り当てられ、データストレージサービスの提供、ブロックチェーンの維持、データの配布、契約の実行などを行うマイナーに補助金を支給します。その中でも、ストレージマイナーは、ストレージサービスの提供だけでなく、コア機能の維持も担っているため、最も高い報酬率を受け取り、トークン割り当ての55％を受け取ります。この報酬の一部はブロック報酬を通じて分配され、ブロックチェーンのメンテナンス、契約およびストレージ サービスの運用に対する報酬として使用されます。検索マイナー、メンテナンスマイナーなどは、15% のトークンインセンティブを受け取ることができます。

(Filecoinのトークン配布、Filecoin.io)

ファイルコインの半減メカニズムは、ビットコインの4年ごとの半減メカニズムとは異なり、短期的にはDeFiのこれまでの急速な半減メカニズムとも異なります。持続可能な開発を実現するために、Filecoin はハイブリッド インデックス キャスティング メカニズムを導入しました。ハイブリッド インデックスの作成メカニズムには、ネットワーク ベースラインの概念が関係します。

初期の報酬が高すぎると、ストレージマイナーはできるだけ早くストレージマイニングをパッケージ化し、大量のハードウェアを投資し、初期の高額報酬を獲得した後に撤退することになり、ストレージユーザーに損失をもたらし、長期的な持続可能性に影響を与えます。この場合、ユーザーはFilecoinネットワークをストレージとして使用する意図がなく、マイナーは長期間サービスを提供することを望まないことになります。

したがって、完全に時間に基づいたトークンのリリースは、Filecoin ネットワークでは機能しません。ネットワーク上のストレージコンピューティング能力、ネットワークの基本的な有用性と価値を考慮し、これに基づいて対応するブロック報酬を生成する必要があります。

これが、Filecoin がネットワーク ベースラインの概念を導入する理由です。ネットワークがベースラインに達すると、そのトークンのリリースは指数関数的減少モデルに従います。ネットワークのベースラインに達しない場合、ブロック報酬の一部が遅延されます。 Filecoin のハイブリッド指数関数的キャスティング メカニズムでは、報酬の一部は指数関数的減衰キャスティングから得られ、一部はネットワーク ベースラインのベンチマーク キャスティングから得られます。各期間の報酬は 2 つの報酬の合計になります。

このうち 30% は単純鋳造を通じて割り当てられ、70% はベンチマーク鋳造を通じて割り当てられます。一方で、最も基本的なインセンティブを提供すると同時に、ベースラインは基本的なビジネス規模に合わせようとします。 Filecoin のネットワーク ベースラインは 1EiB (世界のストレージの 0.01% 未満) から始まり、年間 200% の割合で成長します (世界のストレージの年間成長率は 40%)。ネットワークによって提供されるストレージが世界のストレージの約 1 ～ 10% になると、コミュニティは成長率を遅くすることを決定できます。しかし、最新の発表によると、Filecoin はベースラインの初期値を増やし、より持続的な経済的インセンティブを実現するためにレートを下げました。

コミュニティがより多くのベンチマークトークンをリリースしたい場合は、レプリケーション証明、コンセンサスアルゴリズム、トランザクション注文市場などを改善できます。レプリケーション証明アルゴリズムのパフォーマンスを向上させ、オンチェーンデータを減らし、検証時間を短縮し、ハードウェアコストを削減し、セクターライフサイクルを長くし、再パッケージ化せずにセクターのアップグレードを実現できます。コンセンサス アルゴリズムをよりスケーラブルにし、スループットを向上させ、より短時間でより多くのメッセージを処理します。セクター取引注文の持続期間が長くなるなど。