プルーフ・オブ・ステーク

プルーフ・オブ・ステークは、経済的リスクを伴うステークを使用して提案権または投票権を割り当てるブロックチェーンのコンセンサス設計のファミリーです。セキュリティはステークだけでなく、完全なプロトコル、バリデータの分布、ファイナリティの規則、スラッシングおよび回復の前提条件に依存します。

教育目的の参考情報であり、投資助言ではありません。投資により損失が生じる可能性があります。

直接の答え

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）は、バリデータがプロトコルで定義された資産を経済的リスクに置き、ネットワークのルールに基づいて提案や投票の重みを受け取るコンセンサス設計のファミリーです。正直なバリデータはブロックを提案し、状態遷移を検証し、チェーンの履歴に投票します。明確に矛盾するメッセージは、それを実装するプロトコルではスラッシングを引き起こす可能性がありますが、欠落した義務は通常、より小さなペナルティや報酬の喪失を引き起こします。ステークはSybil耐性リソースです：影響力を獲得するのを高コストにしますが、無効な取引を有効にすることはありません。

PoS は単一のアルゴリズムではありません。チェーンベース、ビザンチン耐性、委任型および指名型のシステムは、バリデーターの参加、リーダー選出、フォークの選択、最終性、委任、解除および処罰において異なります。32 ETH のアクティベーション残高、12 秒のスロット、2/3 のチェックポイント投票などの Ethereum 固有の値は、一般的な PoS の性質ではありません。分析を行う場合は、ネットワークとプロトコルのバージョンを明確にする必要があります。

セキュリティの主張には「多くの資金が賭けられている」だけでは不十分です。それは、誰がそのステークを制御または調整できるか、コンセンサスを停止または違反するために必要な割合、ネットワークのタイミングの仮定、クライアントの多様性、鍵のセキュリティ、チェックポイントおよび回復ルール、および実際にペナルティが課されるかどうかに依存します。集中した委任や共通サービスは、数千の名目上のバリデータを一つのオペレーターのように振る舞わせることができます。

ステーキング報酬は資本、運用作業、プロトコルリスクに対する補償であり、保証された利息ではありません。役立つ分解は次の通りです：

総ステーキング率 = 年間プロトコル報酬 / 平均アクティブステーク

ネットオペレーターのリターン = 報酬 + 割り当てられた手数料と MEV - ペナルティ - サービス料 - 運営コスト

ステークされたトークンで測定されるリターンは、トークンの市場リターンとは別です。エントリーおよび退出のキュー、アンボンディング期間、スラッシングのリスク、税金、流動性ステーキングトークンのディスカウント、およびカウンターパーティリスクは、投資家の実現結果を大きく変える可能性があります。

総投票権 / ハッシュ力100攻撃側の力25障害しきい値33.4%

しきい値未満

25%

攻撃側比率: 25%
しきい値までの余裕: 8.4%

結果は教育用の概算です。明示されない限り、取引所ルール、税、遅延、オラクル動作、固有のプロトコル条件は含みません。

仕組み

完全なPoSプロトコルは、ステークリジストリ、バリデータの義務、フォーク選択ルール、最終性または確認ルール、インセンティブおよび回復手順を組み合わせたものです。名前や閾値は異なりますが、レビューは7つのステップで行うことができます。

ステークとバリデータの境界を定義する。 リスクにさらされる資産、最小残高または有効残高、バリデーターの承認ルール、委任モデル、アクティベーションキュー、引き出し資格情報、および署名キーを実際に管理するエンティティを特定する。
プロトコルのランダム性に基づく職務を選択する。 プロトコルはブロック提案、証明、投票または委員会の作業を割り当てます。選択はステークに基づいて重み付けされる場合、バリデータごとに上限が設定される場合、またはデリゲートセットによって仲介される場合があります。公開されたステークの割合は、必ずしも実際の投票権重みに同一ではありません。
提案された状態遷移を確認する。 フルノードは、署名、残高、実行、およびコンセンサスルールを独立して検証します。バリデーターのステークや過半数の投票は、決定論的な有効性ルールに違反するトランザクションを承認することはできません。
投票してフォーク選択を適用する。 バリデーターはブロックやチェックポイントに関するプロトコルメッセージに署名します。競合する有効な履歴が存在する場合、フォーク選択ルールは適格なメッセージとその重みを使用してヘッドを選択します。ネットワーク遅延により、一時的に異なるローカルのビューが生じることがあります。
確認またはファイナリティに達する。 あるシステムは、スーパー多数決の後に明示的な経済的最終性を提供しますが、他のシステムは深さに応じて信頼度を高めます。安全性は正直なノードが矛盾する履歴を最終化できるかどうかを問います。ライブネスはチェーンが最終化を続けられるかどうかを問います。
報酬、罰則、およびスラッシングを適用する。 正確かつ適時の義務は、発行、手数料、その他の報酬を得ることがあります。非活動は報酬の喪失や罰則の発生につながる可能性があります。曖昧な行為やその他証明可能な違反は、排除やステークの消失を引き起こす可能性がありますが、条件や金額はプロトコルに依存します。
退出、撤退、回復。 のバリデーターは、資金が移動可能になる前に、退出キュー、アンボンディングの遅延、または退出後のスラッシュ可能期間に直面する可能性があります。クライアントも、弱い主観性、長期履歴、または例外的なコンセンサス障害が適用される場合に、信頼できるチェックポイントやその他の回復手順を必要とします。

PoS と Proof of Work はどちらも、コンセンサス攻撃を高コストにするために希少資源を利用しますが、使用する資源と回復モデルは異なります。PoW はエネルギーとハードウェア容量を継続的に消費し、通常は確率的な最終確定を提供します。PoS はスラッシュ可能な資本をロックし、明示的な経済的最終性を提供でき、継続的な計算資源ははるかに少なくて済みますが、バリデーター鍵、ステーク集中、ロングレンジ、チェックポイントの前提を導入します。どちらの仕組みも、それ自体では分散化、検閲耐性、低い手数料、または正しいアプリケーションを保証するものではありません。

Ethereumは定義ではなく、1つの実装を示しています。そのバリデータはブロックとチェックポイントを証明し、LMD-GHOSTはヘッドを選択し、Casper FFGはアクティブステークの少なくとも3分の2を示す投票でチェックポイントを確定し、弱主体性チェックポイントは新しいまたは長期間オフラインのノードが最近の正規状態に接続するのを助けます。他のPoSネットワークは、異なる委員会、委任および最終性の設計を使用することができます。

例題

ステーク加重選択は、スケジュールではなく期待です

仮想的なプロトコルは、有効ステークに比例して各提案者を選択し、1日あたり 720 回の提案機会があると仮定します。1,000,000 のうち 2,000 ユニットを持つオペレーターは、2,000 / 1,000,000 = 0.2% のシェアを持ちます。その期待される提案数は、720 x 0.2% = 1.44 回/日です。選択はランダムで行われるため、オペレーターは特定の日にゼロ、1回、あるいは複数回の割り当てを受ける可能性があり、この計算式は 16.7 時間ごとに1回の提案を保証するものではありません。

総報酬は正味の利益ではない

プールされたポジションは 32 トークンを表します。1年間で 1.28 トークンのプロトコル報酬と 0.20 トークンの割り当て手数料を受け取りますが、0.08 トークンをダウンタイムで失います。サービスは正の報酬の 10% を課します: (1.28 + 0.20) x 10% = 0.148 トークン。純報酬は 1.28 + 0.20 - 0.08 - 0.148 = 1.252 トークン、または 1.252 / 32 = 3.9125% であり、ハードウェア、税金、トークン価格の変動前の値です。4% プロトコルの発行率だけを宣伝すると、このユーザーの結果を過大評価することになります。

最終性が停滞している間もブロックの生成は続けることができる

1,000,000アクティブステークの3分の2を超える投票を必要とするEthereumスタイルの最終化ルールを考えてみましょう。つまり、約666,667ユニット以上が同意する必要があります。340,000ユニットに相当するバリデーターが一斉にオフラインになった場合、最大でも660,000が利用可能なままです。ブロックはまだ提案される可能性がありますが、最終化に必要なスーパー多数派は利用できません。プロトコル固有の非アクティブ化メカニズムは時間とともに非アクティブの重みを減らすことができますが、初期の最終化失敗を消すことはできません。

流動型ステーキングの割引は、自動的にスラッシュされるわけではありません

投資家は、ステーキングされた資産に対する権利を表す流動型ステーキングトークン100単位を保有しています。流動性ショックの際、このトークンは基軸資産で0.96単位で取引されます。即座に売却すると100 x 0.96 = 96単位が返却され、4単位または4%の割引となります。その市場割引は、検証者がスラッシュされず基礎会計が完全に担保されている場合でも、退出遅延、流動性、またはカウンターパーティの懸念を反映している可能性があります。

リスクと管理

コンセンサスの安全性とライブネス

集中的な実効支配： 取引所、プール、またはデリゲートは、バリデーターの数が示す以上のステークを調整することができます。制御はアドレスだけでなく、オペレーター、キー、ガバナンス、およびインフラによって測定してください。
最終性の失敗または分割: オフラインステーク、クライアントのバグ、またはネットワーク分裂は、ブロックが進み続ける間にスーパーメジャリティの確定を停止させる可能性があります。ブロックの高さだけでなく、確定したチェックポイントとプロトコルの健全性を監視してください。
長期的かつ弱い主観性のリスク： 以前のバリデーターは、ステークを引き出せるようになった後に代替の古い履歴を構築することができます。プロトコルが必要とする場合は、独立した信頼できるチャネルを通じて取得した最近のチェックポイントからブートストラップします。
プロトコル固有の閾値エラー： 3分の1、2分の1、3分の2の数値は、プロトコルによって意味が異なります。閾値を適用する前に、実際のフォーク選択、セーフティ、およびライブネスの仕様を確認してください。

バリデータの操作とキー

移行中の二重署名: 署名キーを2台のマシンでコピーして実行すると、投票の衝突が発生する可能性があります。スラッシング保護データベース、1つのアクティブサイナー、制御された移行手順を使用してください。
署名鍵の危殆化： 攻撃者は、スラッシュ対象のメッセージに署名したり、義務を検閲またはリダイレクトしたりすることができます。バリデータキーを分離し、アクセスを制限し、メッセージを監視し、サポートされている場合は出金権限を分離してください。
ダウンタイムおよび関連する停止: パワー、ネットワーク、クラウド、クライアント、または構成の障害は報酬を失う可能性があり、より大きな非稼働ペナルティを引き起こすことがあります。クライアントとインフラストラクチャを分散し、署名者を複製せずにフェイルオーバーをテストしてください。
出金認証失敗： 紛失、誤った、またはプロバイダー管理の引き出しキーは、バリデーターが正常に動作していてもリカバリーを妨げる可能性があります。入金前に資格情報を確認し、テスト済みのバックアップと継承手順を維持してください。

報酬、資本、退出時の経済性

変動報酬率： の発行方式、アクティブステーク、義務の履行、手数料およびMEVは時間とともに変化します。表示されているAPYを固定と見なすのではなく、粗利および純利の範囲をモデル化してください。
トークン価格と希薄化リスク： さらに多くのステーキングトークンを持っていることが、より大きな法定通貨の購買力を保証するわけではなく、発行はステーキングしていない人や全ての保有者を希薄化する可能性があります。トークン建ての利回りを総市場リターンから分離してください。
アクティベーション、退出、およびアンボンディングの遅延： キューの成長は、資本が投入時に遊休状態になったり、ストレス時に利用できなくなったりする可能性があります。各ライフサイクル段階を測定し、即時償還を前提としないようにしてください。
ペナルティおよびスラッシュの不確実性： の損失は、違反の内容、プロトコルのバージョン、および関連する行動に依存します。報酬だけが変動すると思い込まず、最大リスクとプロバイダーの割り当てルールを確認してください。

委任、カストディ、リキッドステーキング

保管者またはオペレーターの不履行: サービスは、鍵を紛失する、資金を誤用する、出金を停止する、または運営上の失敗をする可能性があります。署名権と出金権を誰が持っているか、債務不履行時に請求権が分別管理されているかを確認してください。
プールのスマートコントラクトリスク： の預金、会計、アップグレードおよび出金のキューは、ネイティブステーキング以外の契約に依存する場合があります。権限、監査、緊急対応およびプロトコルの依存関係を確認してください。
リキッドステーキングトークン割引: 受領トークンは、流動性、期間、スラッシング、発行者の懸念により、その請求額を下回って取引されることがあります。最終的なプロトコル償還とは別に、市場での売却価格を強調してください。
委任集中: のユーザーは経済的なリスクを保持しつつ、少数のオペレーターがコンセンサスに影響力を持ちます。ステーク分布、オペレーター上限、デリゲートの変更、ガバナンス権限を追跡してください。

検閲、実装、測定

検閲とMEVの集中: 大規模オペレーターや一般的なリレーは、トランザクションを除外したり順序を変更したりすることがあります。インクルージョンの挙動や、ビルダー、リレー、ポリシー仲介者への依存を監視してください。
クライアントと実装のモノカルチャー： 共有されたバグは、他の面で独立しているバリデーター間の障害を相関させることがあります。多様でメンテナンスされているクライアントを使用し、過半数クライアントの障害の影響を理解してください。
誤解を招く分散化の指標: バリデーター数、アドレス数、および総ステークは、共通の所有権やホスティングを隠すことができます。エンティティの識別、地理的情報、クライアント、クラウド、およびガバナンスの指標を組み合わせてください。
ガバナンスおよび社会回復リスク： 深刻な障害の後には緊急調整が必要な場合がありますが、正規の復旧を誰が定義するかは議論の余地があります。アップグレード管理、チェックポイントのソース、復旧の先例を理解してください。

一般的な誤解

すべてのトークン保有者は自動的にプルーフ・オブ・ステークで検証されます

資産を保有することは、バリデーターを運用することと同じではありません。プロトコルへの参加、鍵、ソフトウェア、稼働時間、および義務は依然として適用されます。委任者や流動性ステーキングトークンの保有者は、投票権や運用権限を他の主体に移譲し、追加の契約上またはカウンターパーティのリスクを負う場合があります。

より多くの総ステークは常にネットワークをより安全にします

攻撃コストは価値のある持ち分によって上がる可能性がありますが、セキュリティは集中度、流動性、借入と委任、クライアントの多様性、閾値および回復ルールにも依存します。独立して管理された1000万単位は、1つのオペレーターを通じて管理される同じ量とは異なります。

ステーキング利回りは無リスクの利息です

報酬は資本のロックアップ、運用およびプロトコルへの曝露に対する補償となります。ペナルティ、スラッシング、手数料、待機列、トークン価格の損失、スマートコントラクトの失敗、カストディリスクは報酬を上回ることがあります。表示されているAPYは保証されるものではなく、リスクフリーの現金利率と直接比較できるものではありません。

バリデーターはオフラインになるたびにスラッシングされる

多くのプロトコルは、通常の非活動と証明可能な衝突行動を区別します。Ethereumでは、義務を怠った場合、一般的に報酬を失うかペナルティを受ける一方、二重提案やスラッシュ可能な証明はスラッシュや追放を引き起こす可能性があります。他のネットワークでは、異なる違反行為や金額が定義されています。