イーサリアム2.0の報酬とペナルティ[フェーズ0]
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イーサリアム2.0の報酬とペナルティ[フェーズ0]
ジェームズベックによって2020年3月2日2020年3月2日に投稿
前書き
ConsenSys Codefiは、グローバル市場が「Finance 2.0」に移行するのを支援するために、コマースおよびファイナンス用のブロックチェーンオペレーティングシステムを構築しています。この取り組みの重要な部分は、最大限に分散化されたネットワークが新しい金融商品や市場のバックボーンとして確実に機能するようにインセンティブを与えるネイティブデジタル資産の作成と使用を可能にすることです。 「Ethereum2.0」の有効化とプルーフオブステークへの移行は私たちの最前線であり、私たちの経験、専門知識、およびここでのトークンエコノミーを含むこれらのトピックに関する多くのことを共有し始めることを嬉しく思います。.
イーサリアム1.0に対する大きな需要により、トランザクションがチェーンに含まれるのを長時間待つ、トランザクション料金（ガス）の価格が変動するなど、望ましくないユーザーエクスペリエンスが発生することがありました。大規模なスケーラビリティ（現在の1秒あたり15程度のトランザクションではなく、1秒あたり数千のトランザクションを処理する機能）は、長い間イーサリアムの計画の一部でした。.
現在、イーサリアム2.0の発売の最初のフェーズ（フェーズ0）にあります。 2.0のすべてのフェーズが完全に実装されると、トランザクションの量は劇的に向上します。イーサリアムコードの2つの主要なアップグレードにより、これが可能になります。シャーディングとプルーフオブステークです。このアップグレードにより、経済性、コンセンサス、および運用メカニズムが再設計されたネットワークが実現します。これについては、以下で詳しく説明します。.
動機
イーサリアム1.0はプルーフオブワークブロックチェーンです。ブロックを作成するために、マイナーは利用可能なハッシュレートに比例し、チェーンの難易度に反比例する確率でパズルを解きます。鉱夫が成功した場合、2ETHと取引手数料の報酬を受け取ります。それで全部です。最後のブロックの難易度を調べることで、次のことができます。 ネットワークハッシュレートを見積もる, これにより、次のブロックを取得する確率がわかり、支払いを予測できるようになります。.
イーサリアム2.0はこの部門ではもう少し技術的です.
ここに到着し、封筒の参照の裏側が必要な場合は、「ネットワーク発行の有用な見積もり」のセクションにスキップしてください。.
このドキュメントの目的は、読者にイーサリアム2.0のプルーフオブステークの実装の概要と、その報酬とペナルティのシステムを提供することです。インセンティブを要約に分解し、特定の仮定を前提として、ステークのROIが何であるかを簡単に評価します。 Codefi Staking-as-a-Serviceチームが構築しているシミュレーションのティーザーで締めくくり、この主題をよりきめ細かく理解します。.
正直なバリデーター
に1回または複数回の支払いを行う場合 保証金契約 Eth1チェーンにデプロイされ、32 ETH以上の金額が発生すると、Eth2ビーコンチェーンのバリデーターになる資格を得ることができます。.
バリデーターのステークに追加できるETHの量に制限はありません。ただし、上限があります。つまり、 実効バランス, 32 ETHに設定–ビーコンチェーン内での相互作用にカウントされる実際の量。言い換えれば、あなたの残高は1000 ETHに達する可能性がありますが、あなたの報酬とペナルティは32ETHを上限とするあなたの実効残高の関数です.
一方、バリデーターがペナルティの影響を受け、そのバランスが16 ETH以下に低下した場合、バリデーターはいわゆる 強制的な（または非自発的な）終了.
いわゆる 正直なバリデーター ビーコンチェーンの仕様に準拠し、誤った投票によるペナルティを回避して、適切に設計されたクライアントを実行します。または、さらに悪いことに、プロトコルの誤動作を大幅に削減します.
それを言及することは重要です ペナルティを受けることは、削減されることと同じではありません：前者は、たとえば、投票のミスキャスト（特定のパラメーター内）またはオフラインによる検証ツールの残高の減少のみを表します。スラッシュ可能なアテステーションが発生していることが判明したバリデーターは、ビーコンチェーンから強制的に撤回され、退出キューにある期間中、各エポックで残高にペナルティが課せられます。.
イーサリアム2.0のブロックミンティングとコンセンサスについて
ビーコンチェーンの流れは、と呼ばれる時間の単位に基づいて構築されます。 スロット. ハートビートのように– 12秒ごとに–バリデーターがブロックプロポーザーとして選択されます。ブロックが作成されて伝播されると、バリデーターのアテスター委員会がこのブロックを正規チェーンの一部として投票します.
ビーコンチェーンの委員会の目的は、バリデーターを配布して、各委員会が1回につき1回投票できるようにすることです。 時代 （32スロットごと）。委員会内のバリデーターは互いにゴシップを交わし、認証の集約を可能にします.
スロット中に提案されたブロックがない場合、それは スキップされたスロット. この状況では、以前のスロットから利用可能な最後のブロックに、さらなる提案または証明が作成されます。.
提案者は、新しいカノニカルへの状態遷移を実行するブロックを選択します 頭 チェーンの。この選択はアルゴリズムによって行われます LMDゴーストフォークの選択：この手順では、受け取った投票数が再帰的に最大になるフォークを選択します。バリデーターがこのブロックを証明するとき、彼らは実際、このフォークの選択に賛成票を投じています.
ブロックチェーンにファイナリティを提供するために、つまり、状態を元に戻すことができないという保証を提供するために、正直なバリデーターは Eth2の実装 の キャスパーファイナリティガジェット（FFG）、彼らの証明に2つの追加投票を提供します：1つは最新の正当化された時代（ソース）、および最新のエポック境界用の1つ（目標）。.
出典：ConsenSys Codefi Analysis
で 各エポックの始まり, 証明がカウントされます。過半数（3分の2）が存在する場合、最新の正当化されたエポックチェックポイントが時間的に前に進められ、特定のルールの下で、前のエポックまたはその前のエポックのいずれかで最終決定が行われます。.
システムがいくつかのエポック（現在の仕様では4）でファイナリティを達成していない場合、ビーコンチェーン内のすべてのバリデーターがヒットします。 非アクティブペナルティ.
ここで開梱するものはたくさんあります！詳細についてさらに詳しく知りたい場合は、 ガスパー（ゴースト+キャスパーのように）紙 （ブテリンら）、実際の フェーズ0でのチェーンの仕様 （イーサリアム財団）, 人間のためのフェーズ0 （ダニーライアン）、そして あなたが最初に読む必要があるビーコンチェーンイーサリアムの説明者 （ジョセフ・チョウ）.
報酬とペナルティ
斬る
であること スラッシュ バリデーターを意味します 強制終了 将来のある時点でのビーコンチェーンは、離れるまで多くのペナルティを受けます.
バリデーターがスラッシュ条件を取得する方法は3つあります。
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であることによって 提案者 同じスロットの2つの異なるビーコンブロックに署名します.
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であることによって アテスター 別の証明書を「囲む」証明書に署名します.
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アテスターになり、同じターゲットを持つ2つの異なるアテステーションに署名する.
これらすべての場合において、スラッシュプロセスがトリガーされるためには、違反者を捕まえる必要があります。内部告発バリデーターは、提案者がそれをブロックに含めるために、違反を含む特定のメッセージを作成して伝播します。提案者と内部告発者の両方が報酬を受け取る権利があります.
仕様では完全には明らかではありませんが、フェーズ0では 提案者のみが内部告発者の報酬を受け取ります – あれは, 提案者は全体の大幅な報酬を受け取ります （その8/8）.
出典：ConsenSys Codefi Analysis
仮定
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絶え間ない MIN_SLASHING_PENALTY_QUOTIENT = 32
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絶え間ない 内部告発者_REWARD_QUOTIENT = 512
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絶え間ない PROPOSER_REWARD_QUOTIENT = 8
違反者はスラッシュされたバリデーターになり、撤回可能なエポックセットが割り当てられます 36日 （8,192エポック）将来.
さらに、スラッシュされたバリデーターは
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A 最小のペナルティ 現時点では、提案者は内部告発メッセージをブロックに含めています
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でのペナルティ すべての時代の始まり, バリデーターが出口キューを離れるまで、ヘッド/ FFG投票を逃したため
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A 特別ペナルティ 内部告発メッセージがブロックに含まれる時間と、スラッシュされた犯罪者が撤回できる時間の中間に適用されます.
この特別なペナルティは、期間中に削減された他のバリデーターの数に比例します。適用される最大額は、犯罪者全体の実効残高と同じくらい高くなる可能性があります.
出典：ConsenSys Codefi Analysis
仮定
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絶え間ない MIN_SLASHING_PENALTY_QUOTIENT = 32
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絶え間ない BASE_REWARD_FACTOR = 64
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絶え間ない BASE_REWARDS_PER_EPOCH = 4
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絶え間ない EFFECTIVE_BALANCE_INCREMENT = 1
エポック処理
で 各エポックの始まり （GENESISを除く32スロットごと）、次のようないくつかのことが起こります。
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チェーンの正当化と完成
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証明者への報酬とペナルティの割り当て
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バリデータレジストリの更新
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特別なスラッシュペナルティ（上記を参照）、および
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いくつかの最終更新（実効残高の計算、リセットなど）
バリデーターは アクティブ 報酬および/またはペナルティを受け取るための前のエポックのステータス。終了するまで、スラッシュされたバリデーターもこのプロセスに入ります。このプロセスでは、FFGマッチングカテゴリでのみペナルティが課せられます。.
前のエポックでバリデーターがアクティブだった場合, 投票しなかった, 取得します 罰せられる FFGの投票と一致しないため. バリデーターはオフラインであるためにスラッシュされません.
出典：ConsenSys Codefi Analysis
仮定
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ファイナリティ遅延=前のエポック–ファイナライズされたエポック
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アテステーションバランス=スラッシュされていないアテスターバランスの合計
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絶え間ない BASE_REWARD_FACTOR = 64
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絶え間ない BASE_REWARDS_PER_EPOCH = 4
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絶え間ない PROPOSER_REWARD_QUOTIENT = 8
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絶え間ない MIN_EPOCHS_TO_INACTIVITY_PENALTY = 4
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絶え間ない INACTIVITY_PENALTY_QUOTIENT = 2 ** 25
出典：ConsenSys Codefi Analysis
ネットワーク発行の有用な見積もり
新しく取得した知識を利用して、報酬とペナルティのエンベロープ見積もりの裏側を作成しましょう 任意のエポック1つ. シンプルにし、2つのパラメーターから始めたい.
出典：ConsenSys Codefi Analysis
前者は自明ですが、後者は、ランダムに選択されたバリデーターがビーコンチェーンに参加できる（ホストマシンがオンになっている）確率、インターネット接続が機能している確率、またはその他の要因と見なすことができます。.
私たちが仮定すると すべて ビーコンチェーンのバリデーターは、バランスと実効バランスの両方が等しい 32 ETH, 上記のオンライン確率を使用すると、
出典：ConsenSys Codefi Analysis
これで、次の報酬とペナルティを計算できる状態になりました。 バリデーターごとに
出典：ConsenSys Codefi Analysis
最後の2つのインセンティブのために少し作業する必要があります。ブロックアテスターは、エポック全体に均等に分散されたスロット内のオンラインバリデーターであると想定されます。証明者のインセンティブについては、 等比数列を収束します この報酬は、証明から含まれるスロットの差に反比例するため、期待値の確率ツリーを定義した後に得られます。.
提案者のインセンティブが他の金額を大幅に上回っていることがわかります。ビーコンチェーン内のすべてのバリデーターの中から1人の提案者が各スロットで選択されることを思い出してください。これにより、総賭け金が増えるにつれて1人になる可能性が低くなります。言い換えれば、エポック内, N個のバリデーターのうち32個だけが提案者になります.
また、スラッシュされたバリデーターとその内部告発者について、また非アクティブな遅延について、仮定や計算を行わないことにも注意してください。.
もし私達 かける オンラインまたはオフラインのバリデーターのそれぞれの量によって取得された個々の値を加算すると、与えられた初期条件から生成された量の推定値に到達します.
出典：ConsenSys Codefi Analysis
つまり、周り エポックあたり1.25ETH （6.4分）合計500,000 ETHの賭け金から、95％のオンライン確率を想定.
さまざまなステークでエポック中に作成されたETHの量を、オンライン確率95％で、移動、計算、およびグラフ化することは魅力的です。.
出典：ConsenSys Codefi Analysis
まとめ
次に、取得したこの量を乗算する必要があります エポックごと, 与えるために 毎年恒例 見積もり?
答える前に はい, 次の要因を考えてみましょう。
残高
バランスが各エポックでのETHの作成に影響を与える多くの異なる方法があります。たとえば、バリデーターが 実効バランス 上限（つまり32 ETH）の場合、これらの超過資金はすべて、次のエポックの計算に影響を与えません。また、 ヒステリシス 実効残高に適用すると、実際には各バリデーターで「失われた」ETHの一部があります.
バリデーターが 排出された バリデーターが 有効化 新しい預金がEth1預金契約に支払われるとき、またはスタッカーがトリガーされたとき 自発的な出口.
斬る
スラッシュ操作は、かなりの時間、モデル化するのに重要です。まず、Eth2クライアント開発者とステーキングサービスは、条件が大幅に削減されるのを回避する方法を学ぶ必要があります。一方、システム内の正直なプレーヤーの割合を推測することしかできません。または、彼らの犯罪が発見され、放送され、ブロックに含まれるかどうか.
確率
私たちはすでに、正直なプレーヤーの割合と内部告発者のために出版する確率の問題に触れました。また、ノードがオンラインで、適切に接続され、適切に機能していることを測定および推定できるさまざまな方法について考えてみましょう。その証明が時間どおりに集約されて含まれること、または大多数が見ているスロットのビューを取得すること.
ビーコンチェーンは 複雑な適応システム. 個々の部分を完全に理解したとしても、全体を完全に理解できるとは限りません。.
あらゆる主題の習得は、タスクに適した方法論とツールを選択することから始まります。沿って モデリングとシミュレーション バリデーターの側面とチェーン内でのその相互作用–いくつかの初期条件、仮定、および制約の下で–このプルーフオブステーク実装の複雑さへの洞察を構築できるはずです。.
謝辞
ConsenSysCodefiのStake-as-a-Serviceプラットフォームのアーキテクト兼テクニカルリードであるHermanJungeによって作成されました。.
原稿へのコメントを寄せてくれたJosephChow、Ben Edgington、Sylvain Laurent、Diederik Protolambda Loerakker、Tim Lowe、Danny Ryan、Alex Stokes、KuhanTharmanantharに感謝します。.
サービスとしてのステーキングについてもっと知りたいですか？ここでConsenSysCodefiに連絡してください.
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