IOGによるカルダノのプルーフ・オブ・ステークを支えるステーキングの仕組みについての解説です。
以下はIOGブログに掲載された記事「Staking is the bedrock of Cardano」を翻訳したものです。
ステーキングはカルダノの基盤である
ステーキング・デリゲーションはブロックチェーンの成長を維持するのに役立っています。
by Anthony Quinn 2022年7月28日 8 分で読めます。
ステーキングはCardanoの基盤です。
毎月、カルダノのステークプールは少しずつ増えており、これまでのところ、アクティブなプールの総数は3,000以上に達している。2021年のスタート時点では、約2,000だった。ADAは120万個のウォレットアドレスからステークされます。その過程で、委任のレベルは、流通している全ADAの74％近くまで上昇した。これはかなりの成果ですが、それでもまだ全ADAの4分の1がステイクされていません。それは重要なことですか？
簡単に言えば、2つの理由から「イエス」です。まず、ステーキングはカルダノネットワークを保護するものであり、より多くのADAがステーキングされればされるほど良いということです。第二に、個人レベルでは、コインを委任していないADA保有者は、取引の検証やブロックの生成のためにステークプールに分配される報酬を逃していることになります。
プルーフ・オブ・ステーク（PoS）の考え方は、今やすっかり定着し、それがいかに大規模なイノベーションであるかを忘れがちです。プルーフ・オブ・ワーク（PoW）から移行しようとするイーサリアムの遅れは、PoSの実装がいかに難しいかを示している。だから、もっと詳しく見てみる価値がある。
カルダノ以前
最も初期のブロックチェーンであるビットコインや、最初にスマートコントラクトを使用したイーサリアムは、プルーフ・オブ・ワークの技術に基づいていた。これらの第1世代と第2世代のブロックチェーンはどちらも、取引の検証とコインの「採掘」を競うコンピュータのネットワークを必要とする。この競争は、価値のないパズルを解くことであり、成功の確率とそれに伴う報酬の獲得は、生の計算能力のみに依存する。結局のところ、これらのブロックチェーンバリデータはエネルギーを消費することで競争しており、これが膨大な電力使用量につながっています。
多くの人が早くからPoWの問題を認識しており、2011年にビットコインのフォーラムでプルーフ・オブ・ステークが提案されました。
プルーフ・オブ・ワークをベースとしたシステムからプルーフ・オブ・ステークへの移行が起こらないかと考えています。プルーフ・オブ・ステークとは、受け入れた取引履歴に対するあなたの「投票」が、あなたがネットワークにもたらすコンピューティングリソースのシェアによって重み付けされる代わりに、あなたの秘密鍵を使ってあなたが所有していることを証明できるビットコインの数によって重み付けされるということです。
その1年後、PeercoinはPoSとPoWのハイブリッドプロトコルを実装した。しかし、PoSは安全なのか、という疑問がありました。そこで、学者チームが数学的に証明できるPoSプロトコルの設計に乗り出しました。エジンバラ大学教授でInput Output Global（IOG）のチーフサイエンティストであるAggelos Kiayias氏が率いるチームは、「‘the first blockchain protocol based on proof of stake with rigorous security guarantees’：厳密なセキュリティ保証を備えたプルーフ・オブ・ステークに基づく初のブロックチェーンプロトコル」Ouroborosに関する画期的な論文をCrypto 2017カンファレンスに提出し、かなりの論争になってしまいました。Snow Whiteプロトコルを導入したコーネル大学のチームを破り、PoWブロックチェーンよりもエネルギー消費が非常に少ないため、著者らは「グリーン」コンセンサス・プロトコルと表現しています。Cryptoカンファレンスでは、プログラムに論文を掲載するために厳格なピアレビュープロセスを適用しています。これには、他の学者が各論文の科学的なメリットを精査することが含まれます。
Kiayias教授の論文は、ウロボロスのセキュリティ特性がビットコインに匹敵することを正式な数学的証明で確立しました。Google Scholarで1,300回引用され、ブロックチェーンに関する研究論文の中で最も参照されている論文の一つであり、PolkadotやConcordiumなど、他のいくつかのシステムにも影響を与えています。
理論が証明されると、IOGのブロックチェーンエンジニアは、Haskellプログラミング言語でOuroborosプロトコルの実装に取り掛かった。Cardanoは2017年9月にローンチされ、ブロックチェーンを駆動するCardanoのネイティブ暗号通貨であるADAは、すぐに主要な暗号通貨となり、以来トップ10の位置をキープしている4つのコインのうちの1つとなりました。
もちろん、その2017年のローンチは、 「four-era roadmap：4時代のロードマップ」で定められたCardanoの旅の始まりに過ぎませんでした。IOGのエンジニアたちは、重要なインフラの障害は人々の生活に影響するため、「早く行って壊す」というシリコンバレーのモデルを否定した。ゆっくり着実に進めていくのがカルダノのやり方なのです。
ステーキングとウロボロス
カルダノは、数学的に証明されたPoSコンセンサスメカニズムであるウロボロス（Ouroboros）に依存している。ステーク（仮想資源）はカルダノ・ブロックチェーンに記録され、そのステークをADA所有者が委任することで、ネットワークの運営と安全性が保たれています。
各ADA保有者がステーキングプロセスに参加するためにコンピュータシステムを稼働させるのではなく、ステイクプールでリソースを共有することが理にかなっています。ただし、どのプールが支配的になるかを防ぐ仕組みが不可欠です。そこでカルダノは、公平性を担保する形でステークプールが発展するよう、インセンティブを与える報酬分配の仕組みを採用しています。同時に、ステークホルダーがステークプールに委任したり、独自にプールを立ち上げたりすることも可能な仕組みになっています。後者の場合、プール運営者は自分のステークを「誓約」します。これは、ネットワークを保護するために、一定量のステークを「固定」することを約束するものです。
より多くのステークホルダーがシステムに関与すればするほど、分散型台帳はより安全になるため、プロセスを使いやすくすることは重要です。ほとんどのADA保有者は、プールを運営したいとは思わないでしょう。その代わりに、彼らの利益とコミュニティ全体の利益に最も貢献すると考える1つまたは複数のプールに、自分のステークを委任します。Cardanoは非保護型であるため、資金はいつでもロックされることはなく、すべてのステークホルダーが自分のウォレットからADAのステークを委譲することが推奨されている。
個々のステークホルダーの支配を制限することで、支配を回避しています。ステークプールの運営者は、自身のリソースではなく、プールがコントロールするリソースに比例した影響力をシステム内に及ぼします。一個人によるシステムの支配力が高ければ高いほど、その安全性は低下し、ブロックチェーンを支配する51％攻撃の可能性が出てきます。また、ステークホルダーが多くのプールを作ることも危険で、これもレバレッジを高めることにつながり、シビルアタックになる可能性もあります。
Kiayias教授は、ブログ記事やウロボロスの安全性を証明した画期的な学術論文の中で、ウロボロスの核となるメカニズムがどのように振る舞うかを説明しています。
ウロボロスのメカニズムは、システムが一定の数の等しいサイズのプールに収束するために、適切な制約条件を提供します。オペレーターは、そのパフォーマンス、コスト効率、そしてエコシステムへの一般的な貢献度に対して適切な報酬を得ます。
この報酬分配スキームにより、他のブロックチェーン・システム、特にビットコインで起こったように、中小規模のプールが大規模な事業者やコンソーシアムに食い物にされることなく、エコシステムに貢献できることが保証されます。また、1つのプールに委ねられたステークがある閾値を超えると、すぐに報酬が減少する仕組みになっています。そのため、ADA保有者は報酬を上げるために別のプールに乗り換えるようになり、その結果、より多くのプールにステークが行き渡るようになる。より多くの参加者が取引を検証することで、ネットワークはより安全になります。
各エポック（Ouroborosが使用する時間の尺度、約5日間）が終了すると、報酬が分配される。ステークプールの運営コストと同様に、収益はステークプールではなく、ウロボロスプロトコル自体によって、各ステークホルダーのプライベートウォレットに自動的に送金されます。
「liquid staking：リキッド・ステーキング」という言葉を耳にしたことがあるかもしれません。これは、他のブロックチェーンに見られる問題で、暗号通貨に関連するステークがステーキングプロセスによって「ロック」され、投票など他の目的に使用できなくなることを指す。カルダノではこれは問題ではなく、ステークは常に流動的である。また、ステークがアクティブになるまでの「ロックイン」期間もなく、コインの使用や他の方法での利用を遅らせる可能性もない。
ステークプールの選択
ステークプールの運営者は、誓約する金額を決定するだけでなく、利益率や運営コストも設定しなければなりません。各エポックの終了時に、報酬はステークプールに分配されます。報酬は、3段階でプールとステークホルダーに分配されます。まず、運営コストが自動的に運営者に保持され、ステークプールが存続できるようにします。次に、運営会社の利益が計算され、プールに留保される。最後に、プールに委任したすべてのada保有者にADAで報酬が支払われ、その額は出資比率に比例します。
Kiayias教授は、ADA所有者は委任を「‘vote of confidence’ ：信任投票」、つまりプールの使命や目標への支持を示す方法として考えるよう提案しています。ADA所有者は、adapools.org や pooltool.io のようなツールを使って、ステーキングの決定に影響を与える可能性のある要因を調査する必要があります。プールの文化、ランキング、リソース、コミュニティの存在、プロフェッショナリズム、Cardanoエコシステムへの長期的なコミットメントなどが含まれます。例えば、Daedalusウォレットインターフェースのランキングメカニズムが改善されたというニュースにも注目してください。最後に、プールのパフォーマンスとアップデートを定期的にチェックし、あなたの選択と評価が可能な限り最高のものであり続けるようにしましょう。
この記事の内容は、金融、投資、法律、税金に関するアドバイスなど、専門的なアドバイスを意図したものではありません。Input Output Global, Inc.は、この記事中のいかなる情報の使用または依存についても責任を負いません。
