Vitalik Buterin

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元のリンク:https://vitalik.ca/general/2020/11/06/pos2020.html

副題

プルーフ・オブ・ステーク (PoS) を選択する理由は何ですか?

PoW (Proof of Work) コンセンサス メカニズムと比較して、PoS は次の 3 つの主な理由により、より優れたブロックチェーン セキュリティ メカニズムです。

1. PoS は同じコストでより安全です

• 比較する最も簡単な方法は、2 つを並べて、1 日あたり 1 ドルのブロック報酬ごとにネットワークを攻撃するのにどれくらいのコストがかかるかを確認することです。
  

GPUマイニングに基づくPoW

GPU のレンタルは安価であるため、ネットワークを攻撃するコストは、既存のマイナーを追い越すのに十分な GPU をレンタルするコストのみです。 1 ブロックの報酬ごとに、既存のマイナーは約 1 ドルのコストを費やす必要があります (コストが高すぎる場合、マイナーは利益が得られないため辞めます。コストが低ければ、新しいマイナーが参加して高い利益を得ることができます)。したがって、ネットワークへの攻撃に必要なのは、一時的に 1 日あたり 1 ドル以上の費用がかかるだけで、それも数時間だけです。

• 総攻撃コスト: 約 0.26 ドル (攻撃時間が 6 時間であると仮定)、攻撃者がブロック報酬を得るにつれてゼロになる可能性があります。

ASICチップマイニングに基づくPoW

ASIC チップは資本コストであり、磨耗するか、より優れたハードウェアで時代遅れになるまで、約 2 年間持続すると予想されます。チェーンが 51% によって攻撃された場合、コミュニティは PoW アルゴリズムを変更することで対応する可能性が高く、その結果、ASIC チップの価値が失われます。平均して、マイニングにかかる​​コストは継続コストの約 1/3、資本コストの約 2/3 です。したがって、1 日当たり 1 ブロック報酬が得られるごとに、マイナーは電力 + メンテナンス料金に約 0.33 ドル、ASIC コストに約 0.67 ドルを費やすことになります。 ASIC チップの寿命が約 2 年であると仮定すると、マイナーはその量の ASIC ハードウェアに 486.67 ドルを費やす必要があります。

攻撃コストの合計: 486.67 ドル (ASIC) + 0.08 ドル (電力 + メンテナンス) = 486.75 ドル

• ASICチップを用いたPoWマイニングでは攻撃コストが高くなるだけでなく、そのような高コスト攻撃を防ぐためにマイナーの参加閾値も高くなり、ネットワーク全体が集中化する傾向にあります。

プルーフ・オブ・ステークPoS

プルーフ・オブ・ステークのほぼすべては資金 (入金されたコイン) のコストであり、唯一の運用コストはノードの実行コストです。さて、1 日あたり 1 ドルの報酬を得るために、どれくらいの資金をロックするつもりですか? ASICを利用する場合とは異なり、預けたコインが減価することはなく、質入れ完了後は短い待ち時間を経て、質入れされたコインを取り出すことができます。したがって、参加者は、同じ量の報酬に対して、より高い資本コストを喜んで支払う必要があります。

私たちは、最大 15% のリターンが人々に賭ける動機を与えるのに十分であると仮説を立てています (これはイーサリアム 2.0 の期待リターンです)。 1 日あたり 1 ドルのボーナスにより、6.667 年、つまり 2,433 ドルのデポジットリターンが得られます。ノードのハードウェアと電気のコストは非常に安く、千元のコンピューターのコストは数十万ドルの約束をサポートすることができ、月額約 100 ドルの電気とネットワークの料金でそのようなニーズを満たすのに十分です。しかし、控えめに言っても、これらの継続的なコストはステーキングの総コストの約 10% を占めるため、1 日あたりの報酬は約 0.9 ドルのみであり、最終的に資本コストに相当するため、上記のデータは約 10% 削減する必要があります。

総攻撃コスト: 1 日あたり 0.9 ドル * 6.667 年 = 2189 ドル

長期的には、担保率が上昇するにつれて、このコストは高くなることが予想されます。個人的には、この数字は最終的には10000ドル程度にまで上昇すると予想しています。

• このセキュリティ システムを維持するための唯一の「コスト」は、賭けられている資産が非流動的であることです。これらの資産がすべてロックされていることが公に知られると、通貨の価格が上昇するため、コミュニティ内で投資可能な資金の総量は変わらない可能性さえあります。そして、PoW では、「コスト」 「合意の維持には多大な電力を消費します。

セキュリティの強化、それともコストの削減?

低コストで 5 ～ 20 倍の安全性を実現するには 2 つの方法があります。 1 つはブロック報酬を変更せずに維持し、セキュリティの向上による恩恵を受けること、もう 1 つはブロック報酬を大規模に削減し (それによってコンセンサス メカニズムの「無駄」を削減し)、セキュリティ レベルを変更しないことです。

どちらの方法でも機能します。私は個人的に後者を好みます。以下で説明するように、Proof-of-Stake で成功した攻撃であっても、Proof-of-Work 攻撃よりもはるかに害が少なく、回復がはるかに簡単であることがわかります。

2. PoS コンセンサスメカニズムの下では、攻撃からの回復が容易になります"PoW ネットワークで、チェーンがチェーンの 51% によって攻撃された場合、何ができるでしょうか?今のところ、現実的な唯一の対策は、"攻撃者が積極的に攻撃を撤回するまで待つ

。しかし、これは、攻撃者がチェーン全体をダウンさせるという明確な目的を持って繰り返し攻撃を実行する、ポーン キャンプ攻撃と呼ばれるより危険な攻撃の可能性を無視しています。

GPU ベースのシステムでは、何の防御もなければ、執拗な攻撃者は簡単にチェーン全体を永久に無効にする (または PoS または PoA に切り替える) ことができます。実際、攻撃を実行してから数日後、正直なマイナーは攻撃されたチェーンでブロック報酬を得ることができず、終了するため、攻撃者のコストは非常に低くなる可能性があります。

ASIC ベースのシステムでは、コミュニティは最初の攻撃に対処できますが、その後は再び無力になります。まず、コミュニティはハード フォークを通じて PoW アルゴリズムを変更することで最初の攻撃に対応し、すべての ASIC (攻撃者のものと正当なマイナーのもの) を「ロック」します。しかし、攻撃者がこの初期コストを負担する意思がある場合、その後は状況が GPU の状況と同じに戻るため (ASIC 用の新しいアルゴリズムを構築して配布する十分な時間がないため)、攻撃者はキャンプを生成し続けることができます。安く攻撃するのは避けられません。"Inactivity Leak Mechanism"完了しました）。明示的ではない"ハードフォーク通貨の廃止"ハードフォーク通貨の廃止

、UASF 上のいくつかのブロックの調整と選択を除いて、その他はすべて自動であり、プロトコル ルールに従って実行するだけで済みます。

したがって、チェーンを初めて攻撃すると、攻撃者に数百万ドルの損害が発生しますが、コミュニティは数日以内に通常の状態に戻ります。 2 回目の攻撃でも、破壊された古いコインを交換するために新しいコインを購入する必要があるため、攻撃者には数百万ドルの費用がかかり、3 回目の攻撃ではさらに費用がかかります。このゲームは非対称であり、攻撃者にとって非常に不利です。

3. PoS は ASIC よりも分散化されています"GPU マイニングに基づく PoW は適度に分散化されており、GPU を入手するのは難しくありません。ただし、上記の GPU ベースのマイニング"安全性

基準は基本的に無資格です。一方、ASIC ベースのマイニングには、参入するのに数百万ドルが必要です (ASIC を他社から購入した場合、ほとんどの場合、マイニング会社の方が儲かります)。"それも一般的です"プルーフ・オブ・ステークは金持ちがさらに金持ちになることを意味する

さらに、PoS は検閲に対する耐性が高くなります。 GPU と ASIC マイニングはどちらも非常に簡単に見分けられます。大量の電力消費、高価なハードウェアの購入、大規模な倉庫が必要です。一方、PoS は、VPN 経由であっても、簡易ラップトップで実行できます。

副題

PoWの利点

1. PoS は、"閉鎖系"閉鎖系

, 富の集中には長い時間がかかります。

PoS では、コインを持っている場合は、それを賭けてより多くの報酬を得ることができます。 PoW では、より多くの報酬を獲得し続けることができますが、より多くの外部リソースが必要です。したがって、長期的には、PoS におけるコインの配布はますます集中化する可能性があると言えます。

2.PoSのニーズ"主観が弱い"主観が弱い

、PoWには必要ありません。"について"主観が弱い

というコンセプトです（Vゴッドのオリジナル紹介文をご覧ください）。基本的に、ノードが初めてオンラインになったとき、またはノードが長期間 (つまり、何ヶ月も) オフラインだった後にオンラインになったとき、ノードは正しいチェーンヘッドを決定するためにサードパーティのソースを見つける必要があります。これは、友人、取引所、ブロック検索サイト、クライアント開発者などである可能性があります。しかし、PoW にはこの要件がありません。

この要件は実装が容易であり、ユーザーはクライアント開発者やコミュニティが提供するコンテンツをある程度信頼する必要があると言えます。少なくとも、ユーザーは、プロトコルとその更新内容を教えてくれる誰か (通常はクライアント開発者) を信頼する必要があります。これはどのソフトウェア アプリケーションでも避けられません。したがって、PoS によってもたらされる追加の信頼要件は依然として非常に低いです。