インセンティブとデリゲーションチーム


のインセンティブに関して進行中の作業を下記のとおりお知らせします。この情報は、2018年の初めに IOHKの教育ディレクターであるラース・ブランジェス氏がステーキングについて発表した内容に基づいており、作業の前進に伴ってこの研究の目指す方向性は改善され、調整が加えられます。

論文を読む:ステークプール向けの報酬共有プログラム

はじめに

インセンティブとは何か?

仮想通貨の世界におけるインセンティブとは、プロトコルへの参加、プロトコルに誠実に従うこと、他のユーザーやシステム全体の最善の利益につながるよう行動することを人々に奨励する方法です。

ビットコインの場合、これはブロックのマイニング、および、ブロックにできるだけ多くの有効な取引を含める行動を意味しています。カルダノでは、オンラインの状態でそのユーザーがスロットリーダーに選ばれた時にブロックを生成すること、またブロックを作成するためスロットリーダーを選出するプロセスに参加することを意味します。

カルダノのプロトコルに参加する計算コストはビットコインに参加する計算コストより遥かに低いコストで済みます。それでもなお、ブロックの作成や選出プロセス参加の順番が回ってきた時にスロットリーダーをオンラインに確保することは、プロトコルの安全性や効率性の両面で重要になります。

金銭的なインセンティブ

インセンティブについて言及する場合、Ada の形式での金銭的なインセンティブを意味します。プロトコルに参加してシステムの効率的運営をサポートすることと引き換えに、ステークホルダーは特定数量のAdaによる報酬を得ます。

しかし、他の形式のインセンティブも存在します。つまり、「正しいことをする」という理想主義、倫理感、一般的欲求が満たされるという要因です。

目指しているのは、金銭的なインセンティブと倫理的インセンティブが完全に調和することです。しかし、これは常に実現できるわけではなく、時には倫理的に正しい行動をするか経済的な利益を得るかを選択しなければなりません。

当社の目標

カルダノでは、インセンティブの完璧な整合に努めています。

ステークホルダーがプロトコルに参加しなければならない時、たとえばブロックを作成する時など、ステークホルダーがオンラインになるよう奨励したいと当社では考えています。オンラインに対して興味、技術的知識が足りない、または必要な時に時間がない人々でも自分のステークをステークプールにデリゲートすることで参加できます。

デリゲーション

ステークプールの構成

効率性と安全性を最大限にするため、ステークの安定的多数 (約80%) を数多くのステークプールにデリゲートすべきです (妥当なステークプール数は100と想定)。

そうしたステークプールは必要な場合にオンラインである必要があり、追加的なネットワークインフラである中継ノードを提供すべきです。残りのステーク (約20%) は「小規模」ステークホルダーに所属し、自らの決定でプロトコルに参加することも、何もしないこともいずれも可能です。

カルダノでステークをデリゲートする

カルダノはプルーフオブステークのシステムを採用しており、ステークを保有する、つまりAdaを保有することは、ビットコインプロトコルでビットコインを保有していること以上の意味があります。

カルダノは本格的な仮想通貨ですから、もちろんAdaを使って物品やサービスを購入できます。これに加えて、Adaを保有することで、プロトコルに参加したりブロックを作成したりする権利や義務が生じます。

Adaの保有に関するこの2つの側面は、デリゲーションという手段で分離することができます。つまり、ステークホルダーは、金銭的価値を維持しながらもプロトコルに参加する権利をデリゲートできるのです。

資金に対するコントロール

デリゲーションという行為によって購買力を失うことはありません。プロトコルに参加する権利のみがデリゲートされます。いつでも通常通りに資金を使うことができます。

アドレス

3つの異なるタイプのアドレスがあり、それぞれが、1つは支払い、1つはステーキングという2つの暗号化キーのペアに関連づけられています。支払いに関する限り、この3つのタイプすべては同じように活動します。

  • ベースアドレス:ステーキングキーはこのアドレスに直接リンクされます。
  • ポインターアドレス:このアドレスには、ステーキングキーを定義するブロックチェーン上のデリゲーション証明書に対する「ポインター」が含まれています
  • エンタープライズアドレス:ステーキングはできません。このアドレスは取引所向けです。取引所は、プロトコル参加のために託された資金を使うことはできません。

デリゲーション証明書

デリゲーション証明書はステーキング権を1つのステーキングキーから別のステーキングキーへ委譲します。

これは取引のメタデータの一部としてブロックチェーン上で公表され、この場合、ポインターアドレスでこれを参照できます。このような公表された証明書はヘビーウェイトと呼ばれています。証明書が競合している場合は、ブロックチェーンにおいて後の方の証明書が勝利します。

ヘビーウェイトデリゲーション証明書作成にかかる料金は、それを含む取引の取引手数料となります。

ライトウェイト証明書はブロックチェーン上で公表されませんが、代わりにブロックヘッダーに含まれ、スロットリーダーに選ばれたアドレスに対してステーキング権を証明します。また、これには繋がりを破る「シリアルナンバー」が含まれています。

ステークプールの登録

ステークプールを作成したい場合、登録証明書を作成し、それを特定のアドレスに対してプール登録料金を支払う取引に埋め込みます。

この証明書にはプールリーダーのステーキングキーが含まれます。

プールにデリゲートしたい人は、そのキーに自分のステークをデリゲートするための (ヘビーウェイト) デリゲーション証明書を作成しなければなりません。

シナリオ

ベースアドレスとポインターアドレスの組み合わせ、および、デリゲーション証明書の「チェーン」を使って、次のような数多くのシナリオが可能です。

  • 通常のユーザーウォレット
  • コールドステーキング機能のあるオフラインユーザーウォレット
  • プライバシー機能が強化されたウォレット
  • ステーキングプールのウォレット
  • エンタープライズ (取引所) ウォレット

手数料

取引手数料

カルダノもしくは他の仮想通貨においても、以下の2つの理由で取引手数料がかかります。

  • 分散型サービス妨害攻撃 (DDoS) の防止。DDoS 攻撃においては、攻撃者はスパム取引をネットワークに一斉に送りつけます。こうしたダミー取引に対して十分に高額な料金を支払う必要があれば、この形式の攻撃は極めて高額なものとなり断念せざるをえません。
  • インセンティブのための資金を提供するため。

取引手数料の仕組み

一定量のAdaを送金したい場合、その取引に対する最低手数料が支払われます。この最低手数料で取引は許可されますが、送金者は希望すれば最低手数料よりも高い手数料を支払うことも自由です。

流通量拡大

  • 現在、Ada の合計流通量は約310億枚です。
  • 発行枚数上限は450億枚です。
  • ですから、インセンティブにほぼ140億枚の Ada を利用可能です。
  • これは極めて大量といえますが、無限ではありません。この利用量は時間の経過とともに急激に減少します。

最低手数料

たとえば、200バイトのサイズの取引 (典型的な取引サイズ) に対するコストは以下の通りです。

0.155381 ADA + 0.000043946 ADA/バイト × 200 バイト = 0.1641702 ADA

取引の最低手数料は次の計算式により計算されます。

a + b × サイズ

ここで、式中の記号は次のものを表します。

  • a は特定の定数。現在は、0.155381 ADA です。
  • b は特定の定数。現在は、0.000043946 ADA です。

ADA/バイト

  • サイズとは、バイトでの取引サイズです。

パラメータ a を設定している理由は、上記で説明した DDoS攻撃を防止することです。極めて小さなダミー取引でも、何千という取引を生成しようとする攻撃者にとって打撃となるほどのコストがかかってしまいます。

パラメータ b は実際のコストを反映するよう導入されたものです。小規模な取引を保存するより大規模な取引を保存する方がより多くのコンピュータのメモリーが必要になりますので、大きな取引には小さい取引より高額の手数料がかかるのです。

パラメータ a および b の具体的な価値が計算されましたが、これらは実際のコストを反映するよう今後調整される予定です。

根拠

カルダノの利用者が今後増えていくにしたがって、拡大していた流通量の減少を補うため取引手数料の引き上げが実施されるでしょう。

急激な減少の対策例としては、インセンティブのための残りのAdaの5%を年間で使用するという方針を設定できるでしょう。

インセンティブ使用量
残りの量
1
700,000,000
13,300,000,000
2
665,000,000
12,635,000,000
3
631,750,000
12,003,250,000
4
600,162,500
11,403,087,500
5
570,154,375
10,832,933,125
6
541,646,656
10,291,286,469
7
514,564,323
9,776,722,145
8
488,836,107
9,287,886,038
9
464,394,302
8,823,491,736
10
441,174,587
8,382,317,149

インセンティブの分配

カルダノが使用するプルーフオブステークであるウロボロスの運営においては、時間はエポックとスロットに分割されます。スロットは20秒間であるのに対し、エポックに含まれるスロットは21,600スロットで、5日間続きます。

各エポックでインセンティブが分配されます。エポックの間に作成されたブロックの取引手数料は (流通量拡大によるAdaと共に)、仮想報酬プールに集積され、その合計額がステークホルダー間で分配されます。

分配の基本的考え方

1つのエポックから発生した報酬は、ステークに応じてステークプール (および個別のプロトコル参加者) に分配されます。

これを実行するには以下の2つの方法があります。

  • 当該エポックの期初の時点でコントロールされたステークに比例。
  • ステークプールがスロットリーダーに選ばれたスロット数に比例 (作成されたブロック数には比例しない)。

注意

カルダノプロトコルの仕組みにより、スロットリーダーに選ばれる可能性はコントロールされたステークに比例するため、これらの方法の期待される報酬値は同等となります。

1度目の改良:大規模なプール

基本的アイデアに対する最初の改良として、ステークプールが受け取れる報酬プールの最大比率は 1/k に制限されます。この場合の k は希望するプール数です (k ∼ 100)。

k = 100 という前提で、ステークプール A および B がそれぞれ 0.3% と 1.2% のステークとします。すると、A は報酬プールの0.3%を受け取りますが、B はわずか1%しか受け取りません。

モチベーション

この方針はステークプールが大きくなりすぎるのを防止し、ユーザーの分散を確実にします。

2度目の改良:オンラインにする

「はじめに」で述べたとおり、インセンティブの要点は人々がプロトコルに従うよう奨励することです。そのため、プロトコルに従わない場合にはステークプールにペナルティを科して、その順番が来た時にオンラインにしないようにすべきです。

資格

結果として、あるステークプールがリーダーとして選ばれたスロットと実際に作成されたブロックの数を見れば、そのステークプールが報酬プールの分配を受ける資格があるかどうかを判断する材料になります。

この判断材料もまた絶対的なものではないかもしれませんが、プロトコルに従うことで得られる報酬のある一定割合が明らかになります。

この判断材料は、「作成されるべきブロックの少なくとも〇%が作成された」というようなシンプルなものではありません。なぜなら、エポックの終了に向けて誰もオンラインに来ないことになる可能性があるからです。

機能

未分配の資金

これまでに説明した2つの改善の結果、報酬プールに含まれるすべての資金が分配されない状況につながることに注意してください。これは残りの資金を基金として使用できるようにする機能です。

利己的マイニング

利己的マイニングやブロック保留などの攻撃は、プールがお互いに柵で仕切られているためうまくいきません。1つのプールでとられたアクションは、それ自体の報酬のみに影響します。

競争なし

資金の分配方法が機能するとは、プール間の競争がないことを意味しています。他のプールの報酬を減らすことで自分のプールの報酬を増やすことはできません。

資金の分配方法が機能することは、プール間の競争がないことを暗に示していることにも注意してください。

他のプールの機能を妨害することで発生するインセンティブもまたありません。

ステークプールのメンバーへの分配

報酬プールがステークプール間で分割された後、各ステークプールのリーダーは、得た報酬を自分のプールメンバー間で分配しなければなりません。つまり、ステークをプールにデリゲートした人々に対して分配します。

これは、以下の2つのガイドラインに沿って行わなければなりません。

  • プールリーダー自身が、費やしたコスト (計算に使う能力やオンライン時間) への報酬、そして、努力に対する報酬を受けるべきです。
  • プールメンバーは、プールにデリゲートしたステークに比例した報酬を受け取るべきです。

ここで一例として、ステークの0.2%を持つプールリーダーであるアリスが、ボブ (ステークの0.1%) とチャーリー (ステークの0.2%) で構成されるプールを持っているとします。そして、 架空のエポックの報酬プールに 5,000,000ADAがあり、アリスのプールではスロットリーダーに選ばれた全てのスロットの期間にきちんとブロックが作成されたと仮定します。すると、ステークの0.5%を保有するアリスのプールは、このエポックの報酬プールから25,000ADAを受け取ります。

この25,000ADAのうち、ボブはチャーリーの半分の報酬を受け取りますが、チャーリーが受け取る報酬はアリスより少なくなります。これは、プール運営のコストや労力に対する報酬をアリスが受け取るからです。

もし、アリスがその労力に対して5,000ADAを追加で受け取った場合、彼女は最終的には 13,000ADAを受け取り、ボブは 4,000 ADA、チャーリーは 8,000 ADAを受け取ることになります。

注意

これは報酬分配の考え方を説明するために設定した仮の事例です。これらの数値は将来実際に発生する報酬額を表すものではありません。