HashKey Capital: イーサリアム 2.0 がコンセンサスメカニズムを変更する理由とその後の影響を説明する記事

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チェーンニュース (ID:chainnewscom)

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、著者: Hao Kai、HashKey Capital Research 勤務、査読者: Zou Chuanwei、Wanxiang Blockchain および PlatON のチーフエコノミスト、Odaily の許可を得て転載。

イーサリアム 2.0 はイーサリアムの開発における重要な段階であり、長期的にはイーサリアム 2.0 はイーサリアムの開発に利益をもたらすようにコンセンサス メカニズムを変更します。

• イーサリアム 2.0 のコンセンサスメカニズムは PoW から PoS に変更されますが、これは重要な変更です。この大きな変更をよりよく理解するために、イーサリアム 2.0 がコンセンサスメカニズムを変更した理由を読者に簡単な言葉で説明し、ステーキングに参加するためのイーサリアム 2.0 の要件と制限を分析したいと考えてこの記事を書きました。さらに、イーサリアム 2.0 によるコンセンサス メカニズムの変更がエコシステムのすべての参加者に及ぼす影響と、その後の規制ポリシーの変更の可能性についても分析しました。

• 私たちは、イーサリアム 2.0 はイーサリアムの開発における重要な段階であり、長期的にはイーサリアム 2.0 のコンセンサスメカニズムの変更はイーサリアムの開発に有益であると考えています。

• イーサリアムの開発ロードマップによれば、フロンティア（フロンティア、2015年7月）、ホームステッド（ホームステッド、2016年3月）、メトロポリス（メトロポリス、2017年10月）の3段階を経て、イーサリアムはセレニティ（Serenity）に入る予定です。 2020 年の段階、つまりイーサリアム 2.0 へのアップグレードです。 Ethereum 2.0 には、主に次のような多くの改善点があります。

全体的なアーキテクチャは単一チェーンからマルチチェーン (シャード チェーン) に変更されます。

実行環境は、元の EVM から eWASM に置き換えられます。

以下では、イーサリアム 2.0 コンセンサスメカニズムの変更の理由と影響について調査してみましょう。

副題

イーサリアムは世界向けのオープンソースのパブリックチェーンプラットフォームであり、その目的は「世界のコンピューター」になることです。この目標を達成するには、イーサリアムの改善とアップグレードが、DApps の構築と実行により適したパブリック チェーン プラットフォームになる方向に進む必要があります。イーサリアム 2.0 のコンセンサス メカニズムは PoW から PoS に変更され、「不可能な三角形」問題のバランスをより適切に取り、分散化、スケーラビリティ、セキュリティの 3 つの要素間のバランスを達成しようとします。

分散型

分散化はブロックチェーンの中核的な特性の 1 つです。元々、サトシ・ナカモトによって設計されたビットコインは完全に分散型のピアツーピア システムであり、各ユーザーはパーソナル コンピューターを使用してマイニングすることができました。しかし、ビットコインの価格が上昇するにつれて、大量のコンピューティング能力が継続的に追加され、ビットコインのマイニングはますます困難になっています。現在、ビットコインネットワーク全体の計算能力のほとんどは、いくつかのトップマイニングプールによって制御されており、一般ユーザーがマイニングに参加する唯一の方法は、マイニングプールへの参加を選択することです。

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上図からわかるように、上位10位までのビットコインマイニングプールの計算能力の合計はネットワーク全体の計算能力の90%を超えており、集中化の度合いが非常に高く、ユーザーはパソコン1台でビットコインのマイニングを行うことができます。登場することも不可能です。

以下のグラフと表は、それぞれイーサリアムの計算能力の分布と上位 10 位のマイニング プールの計算能力の割合を示しており、イーサリアムの上位 10 位のマイニング プールの計算能力の合計もほぼ同じであることがわかります。ネットワーク全体のコンピューティング能力の 90%、上位 5 つのマイニング プールのコンピューティング能力の 77% を占めます。

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イーサリアムのコンピューティング能力分布マップ、データソース: etherchain.org、2020 年 1 月 22 日

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イーサリアム マイニング プールのコンピューティング能力比率、データ ソース: etherchain.org、2020 年 1 月 22 日

もちろん、EOS や TRON など、PoS コンセンサス メカニズムを使用する多くのパブリック チェーンにも集中化の問題があります。この現象に対応して、イーサリアム 2.0 では他の制限措置も採用されています。これについては記事の後半で紹介します。

スケーラビリティ

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イーサリアムの使用率、データソース:etherscan

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安全性

さまざまなパブリック チェーンのパフォーマンス比較。表内の PoS コンセンサス メカニズムには、DPoS、Pure PoS、およびその他の同様のコンセンサス メカニズムが含まれます。データ ソース: 各パブリック チェーンの公式 Web サイトおよびブラウザー

PoS コンセンサスメカニズムを使用する多くのパブリックチェーンは、設計上は高い TPS を備えていますが、実際のエコシステムには開発者もユーザーも存在しないことを指摘しておく必要があります。都市に広い道路を作っても車が通らないのは資源の無駄遣いに等しく、いわゆる高性能は意味がありません。したがって、イーサリアム 2.0 はパフォーマンスを向上させる一方で、エコロジーな構築にも注意を払う必要があります。

• 安全性

• セキュリティの観点からは、PoW コンセンサス メカニズムと PoS コンセンサス メカニズムのどちらが優れているかを判断するのは困難です。 PoW コンセンサス メカニズムでは、加害者は十分なコンピューティング能力を必要としますが、PoS コンセンサス メカニズムでは、加害者は十分なトークンを持っている必要があり、悪事を行うコストは非常に高くなります。現時点でもビットコインは最も安全なブロックチェーンであり、悪事を行うコストも最も高くなります。したがって、イーサリアム 2.0 がコンセンサス メカニズムを変更する理由はセキュリティではありません。

• 1 つは、PoS コンセンサスメカニズムでは、ノードが一定量のトークンを担保にする必要があり、抵当に入れられたトークンは加害者に没収される可能性があり、これが加害者に対する抑止力となることです。

2つ目は、現在のインセンティブ制度ではイーサリアムのフルノードを維持してもメリットが得られず、イーサリアムのフルノード数は減少し続けているのに対し、イーサリアム2.0ではマイニングに参加できるユーザーの数が大幅に増加していることです。この観点から見ると、フルノード数の増加は、イーサリアムの分散化と安全性の向上を意味します。

3 つ目は、PoW コンセンサス メカニズムの膨大なエネルギー消費と比較して、イーサリアム 2.0 で使用される PoS コンセンサス メカニズムはより環境に優しくグリーンな選択肢であり、システムの動作を維持するために大量のエネルギーを消費する必要がないことです。

副題

ステーキングに参加するためのイーサリアム 2.0 の要件

現在のイーサリアムエコシステムにおけるマイナーの役割と同様に、イーサリアム 2.0 のバリデーターはトランザクションの処理とブロックのパッケージ化の責任を負います。バリデーターの仕事は、新しいブロックを提案することと、他のバリデーターによって提案されたブロックを証明することで構成されます。各ブロックのバリデーターは、大規模なバリデーターのセットからビーコン チェーンによって選択されます。

イーサリアム 2.0 は乱数発生器を通じて検証者をランダムに選択し、選択された 128 名の検証者が新しいブロックの作成と対応するブロック報酬の受け取りを担当する委員会を形成します。 64 ブロックごとに、ビーコン チェーンはバリデータをランダムに再選択します。定期的かつランダムに検証者を選択するこの方法により、悪意のあるノード間の共謀を最大限に防ぐことができます。

イーサリアム 2.0 もいくつかの段階で実装されていることを指摘しておく必要があります。イーサリアム 2.0 のステージ 0 では、シャーディング設計はありません。ステージ 1 から始めて、シャーディングが追加されます。ビーコン チェーンは、両方の検証委員会を選出する必要があります。

PoS コンセンサスメカニズムを採用する他のパブリックチェーンの集中化の問題を回避するために、イーサリアム 2.0 では一般ユーザーがステーキングに参加するためのしきい値が大幅に引き下げられ、イーサリアムユーザーはバリデーターになるためにスマートコントラクトを通じて 32 ETH を抵当にするだけで済みます。同時に、ステーキングに参加する各アカウントの上限も 32 ETH であり、ユーザーが保有する ETH の数が 32 を超える場合、超過残高は何のメリットももたらさないため、ユーザーはこれらの ETH を割り当てる必要があります集中的な参加によるメリットを最小限に抑える必要があります。さらに、イーサリアム 2.0 には高いハードウェア要件はなく、通常のパソコンで要件を満たすことができます。

次の 2 つの表は、それぞれ EOS と TRON のスーパーノード投票です。この表から、上位 10 のスーパーノードはすべて 1% を超える票を持っていることがわかります。投票数はこれらのトークンの保有と同等ではありませんが、一般ユーザーにはそれほど多くの投票を獲得するための資金やリソースがないことは確かであり、ブロック生成に参加する唯一の方法はステーキング プールに参加することを選択することです。明らかに、これらのパブリック チェーンも PoS のようなコンセンサス メカニズムを使用していますが、その集中化の問題が非常に顕著になっています。

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TRON スーパーノードの投票、データソース: tronscan

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ETH、EOS、TRONの比較、データソース: Block Explorer、Coin Metrics、DApp.com、2020年2月6日

アドレス数、DApps の数、日々のアクティビティ、市場価値の点で、イーサリアムは EOS や TRON をはるかに上回っていることがわかります。同時に、Electric Capital が 2019 年に発表したレポートによると、イーサリアム コミュニティは他のパブリック チェーンよりも多く、開発者の数は 4 倍以上です。ブロックチェーン分野におけるイーサリアムの大きな利点と受け入れは、たとえステーキングに厳しい制限があったとしても、参加する意欲のあるユーザーが依然として多数存在するとイーサリアムが信じる自信を与えています。

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ブロックチェーンプロジェクトの市場価値と開発者数、データソース: Electric Capital

PoS コンセンサスメカニズムを使用するパブリックチェーンの場合、ステーキングに参加するトークンユーザーが増えるほど、悪事を行う加害者のコストが高くなり、ネットワーク全体がより安全になります。イーサリアム 2.0 にも同様のことが当てはまり、エコシステム内のバリデーターが増え、担保される ETH が増えるほど、イーサリアムはより安全になります。

イーサリアム 2.0 のブロック報酬は、ユーザーがステーキングに参加する原動力となります。イーサリアムはブロック報酬を通じて追加トークンを発行しますが、PoWコンセンサスメカニズムの段階では、一般ユーザーは自らマイニングに参加することができず、ETHの追加発行により通貨保有者の利益は失われますが、PoS導入後はコンセンサスメカニズムにより、一般ユーザーもマイニングに参加でき、ステーキングによりETHの追加発行による損失を相殺できます。より多くのユーザーをステーキングに参加させるために、イーサリアム 2.0 はバリデーターの年間収益率を抵当に入れられた ETH の額に関連付けます。システム内の抵当ETHの量が少ない場合、検証者の年間収益率は高くなりますが、抵当ETHの量が増加すると、検証者の年間収益率は低下します。

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ETH追加発行、データソース：EthHub

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ETHのインフレ率、データソース:etherscan、毎年1月1日に計算

副題

鉱夫

イーサリアム 2.0 の影響

ブロックチェーン分野におけるイーサリアムの影響は非常に大きく、イーサリアム 2.0 の PoW コンセンサスメカニズムから PoS コンセンサスメカニズムへの変更は、マイナー、ノードサービスプロバイダー、取引所、規制当局などを含むエコシステムのすべての参加者に影響を与えるでしょう。 . .

• 鉱夫

• イーサリアム 2.0 コンセンサスメカニズムの変更は、マイナーに最も大きな影響を与えます。イーサリアム 2.0 はすぐに PoW マイニングを停止するわけではなく、一定期間は 2 つのチェーンの並行実行を許可しますが、その後のマイニングの難易度は徐々に上昇し、マイナーがマイニングを断念するようになり、最終的にイーサリアムは完全に PoS コンセンサスに切り替わります。機構。その時点で、マイナーが保有するマイニングマシン、建設された鉱山、その他の設備はイーサリアムエコシステムで役割を果たすことができなくなります。

• 次にマイナーが選択できる道は 3 つあります。

1 つは、マイニングを完全に放棄し、新しいゲームプレイでの地位を見つけるためにイーサリアム 2.0 に従うことです。その場合、マイナーは多大な損失を被ることになります。

2 つ目は、現在のマイニング マシンや設備を使用して ETC (イーサリアム クラシック) などのトークンをマイニングし、イーサリアム コミュニティから離脱することです。

ノードサービスプロバイダー

イーサリアム 2.0 は、すべての PoS ノード サービス プロバイダーにとって逃せない機会であると同時に、非常に大きな課題でもあります。

以下の表からわかるように、EOS、TRON、Tezos、Cosmos などの PoS ノードサービスプロバイダーの人気プロジェクトと比較して、イーサリアムの市場価値はこれらのプロジェクトの市場価値の合計よりも大きく、イーサリアムの市場価値は2.0は直接的に最も市場価値の高いプロジェクトであるPoSプロジェクトとなり、将来的には多くのユーザーがイーサリアムステーキングに参加することになるでしょう。したがって、イーサリアム 2.0 は、すべての PoS ノード サービス プロバイダーにとって見逃せないチャンスです。

人気のPoSプロジェクトの時価総額、データソース: CoinMarketCap

交換

ただし、前述したように、イーサリアム 2.0 では各アカウントに 32 個の ETH を抵当に入れる必要があり、これはノード サービス プロバイダーにとって大きな制限となります。他の PoS プロジェクトの場合、ノード サービス プロバイダーは数台の大規模サーバーを実行するだけで済みます。しかし、イーサリアム 2.0 の場合、ノード サービス プロバイダーは数百のマシンとアカウントを同時に実行する必要がある場合があり、そのためサービス プロバイダーの運用および保守能力に高い要求が課せられます。

同時に、ノード サービス プロバイダーは、異なる顧客に異なるサービスを提供する必要もあります。大量の ETH を保有する大規模顧客の場合、サービス プロバイダーは、大規模顧客が ETH を複数の異なるアカウントに割り当てるのを支援する必要があります。また、保有する ETH が 32 未満の小規模顧客の場合、サービス プロバイダーは小規模顧客の統合を支援する必要があります。大規模で評判の高いノード サービス プロバイダーの場合、これらのタスクは一元的な方法で実現できますが、小規模なサービス プロバイダーの場合は、ユーザーを引き付けるためにスマート コントラクトを使用する必要があります。さらに、ノードサービスプロバイダー間では熾烈な競争が行われています。したがって、イーサリアム 2.0 は、すべての PoS ノード サービス プロバイダーにとって大きな課題です。

交換

規制当局

イーサリアムに関しては、米国証券取引委員会（SEC）がかつてETHはセキュリティデジタル通貨ではないと明言しましたが、シンガポール、日本、ヨーロッパではETHは常に決済デジタル通貨またはアプリケーションデジタル通貨とみなされてきました。 ETH が直面する規制政策リスクはほとんどありません。

ただし、イーサリアム 2.0 のコンセンサスメカニズムが変更された後は、イーサリアムに対する規制当局の態度が変わる可能性があります。 2019年11月、米国商品先物取引委員会（CFTC）のヒース・タルバート委員長は、イーサリアム2.0の取引の可能性についてSECと再評価分析を行っていると述べた。イーサリアム2.0が安全なデジタル通貨として評価されれば、ETHおよびデジタル通貨市場全体に大きな影響を与えることになる。もちろん、イーサリアムチームもこの問題に関して好意的な見解を表明するでしょう。

副題

考えたりまとめたりすること

イーサリアム 2.0 には多くの改良点があり、コンセンサスメカニズムの PoW から PoS への変更は重要な変更の 1 つです。システム全体の分散度の向上とスケーラビリティの向上が、イーサリアム 2.0 がコンセンサス メカニズムを変更する主な理由です。