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POWからPOSへ。Ethereum(イーサリアム)のSerenityアップデートのおさらい

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POWからPOSへ。Ethereum(イーサリアム)のSerenityアップデートのおさらい

イーサリアム(ETH)のロゴ

5月中旬のモナコインへのセルフィッシュマイニング攻撃や、Verge(XVG)への2度目の51%攻撃、そしてビットコインゴールド(BTG)へも同様に攻撃が行われ、ブロックチェーンの安全性を揺らがす事件となりました。

POW(プルーフ・オブ・ワーク)のコンセンサスアルゴリズムを持つ通貨なら、仕組み的に他の通貨でも起こり得る可能性があります。
時価総額が30位前後と高く、マイナーもそれなりに多く存在すると思われるビットコインゴールド(BTG)、Verge(XVG)に対して攻撃が可能ということは、それ以下のハッシュレートが低い、全てのPOW方式の草コインで起こり得る可能性があるということになります。

Ethereum(イーサリアム)は現在POW方式を採用していますが、次のアップデートのSerenity(セレニティー)においてPOS方式へ移行すると計画されています。
現在、基軸通貨であるビットコインをはじめとするPOW方式の技術的な問題点が浮き彫りになった中、時価総額ナンバー2のイーサがPOS方式に移行するインパクトは非常に大きなものになると予想されます。

情報源はイーサリアムのリード開発者であるVitalik Buterin氏の公式ブログからとなります。
ブログの形式で投稿されていますが内容は正に論文。
非常に専門的で難しい内容となっており、どこまで理解できているのか不安ですが、今年中にアップデート予定のイーサリアムのSerenityについて再度おさらいをしてみようと思います。

Understanding Serenity, Part 2: Casper

 

Serenity(セレニティー)アップデートの最大の変更点はPOWからPOS

Serenityへのアップデートにおいて最大の変更点となるのはPOW(プルーフオブワーク)からPOS(プールオブステーク)に移行する点です。
POSへの移行は第三段階のハードフォークであるメトロポリスの第二弾のアップデートであるコンスタンティノープルで行われるとされていますが、完璧な形で安定してPOS方式で運用されるのは第4段階のハードフォークでのセレニティーとされています。

POWの問題点として、イーサリアムの開発者であるVitalik Buterin氏の言葉で次のように綴られています。

POW方式は無駄に電力を消費し、非効率的で地球環境に対して非常に良くありません。
私たちイーサリアムのプロジェクトでこれ以上、地球の大気を暖かくしないことが重要です。
この問題の解決策としてPOWからPOSへのアルゴリズムの変更を予定しています。

ビットコインやライトコインをはじめとする多くの暗号通貨プロジェクトで採用されているPOW方式は、地球環境にとって非常に有害であることが、心優しき青年であるVitalik Buterin氏にとって懸念している最大の問題点なようです。(イーサリアムも現在はPOWですが)

 

イーサリアムのPOSはの仕組みは独自のコンセンサス・バイ・ベット

POSではPOWでいうところのマイナーがValidator(承認者)という役割になります。
POW方式ではマイニングでブロックを承認する作業を行っていたのに対し、POS方式では手持ちのETHをStake(ステイク)することでブロックを承認する権利を得ることができ、ブロックを承認すれば報酬として支払われます。
Stake(ステイク)というのはギャンブルで賭けるという意味で、ブロックを承認する権利を獲得するためにETHをベットすると解釈すれば良いと思います。

従来のPoSではステークによって何も失わないので、将来的に廃棄されるブロックチェーンも伸ばしてしまいます。
その点ではPOWよりも効率が悪く、無駄に伸びたチェーンによる書き換え問題なども頻繁に起こる可能性があります。

イーサリアムのPOS方式はこのNothing at Stake問題を解決するために、本当の意味で賭けを行う仕組みを導入しています。

Serenityで実装予定のイーサリアムのPOSは別名、Consensus by betと命名されおり、暗号通貨における承認作業における全く新しい概念と謳われています。

承認者に対して正しいブロックを承認する方にステイクし、それが承認された場合に報酬を与え、ブロックが承認されない方にステイクした承認者に対してはペナルティを与えます。
この仕組み上、承認者はブロックが承認されることに確信をもった上で、手持ちのETHをステイクします。
その対価としてマイニング報酬にあたるインセンティブを受け取ることが出来、逆にペナルティで手持ちのETHを失う可能性があることから、経済合理性として正しいブロックが承認され続けるとされています。

地球温暖化による環境破壊イメージ

またエネルギー効率の利点の他に、セキュリティーやマイナーによる中央集権の緩和もPOSへ移行するメリットになります。
2018年5月の時価総額上位通貨への51%攻撃の件もあり、セキュリティーの向上、マイナーによる中央主権化の緩和といった効果にも期待できますね。

POS方式では保有しているETHをステイクするとブロック生成の権利の抽選に参加できます。
逆に考えると保有しているETHが多ければ、ブロックチェーンのネットワークを攻撃することも可能になります。
その対応策としてネットワークに対して、不審な行動をとったノードのETHを没収する仕様となっています。

PoWでマイニング業者がカルテルを組み51%攻撃を行うのも、POSで大口保有者が結託して51%攻撃のも同じことのように感じられますが、攻撃に使った(Stakeした)ETHは没収されますので事実上、アタックコストはStakeされたETHの全量となりますので、51%攻撃はまず不可能であるとされています。

 

Consensus by betのオッズの取り決め

Consensus by betは一種の賭けの側面があるので、実際のギャンブル同様にオッズというものが存在します。

イーサリアムのConsensus by betではscoring ruleというメカニズムを利用します。
ベットの大きくする幅を各段階の成功確率に応じて決めます。
1:1から少しずつ1.000001:1,1.000002:1,…とオッズに差を付けてきます。

統計学に基づいた理論で、この仕組みはブロックが承認される可能性を承認者から正確に読み取とることで実現します。

仮に90%の確率でブロックが承認されると予想した場合、経済合理的に承認者は9:1以下のオッズでベットし、それ以上のオッズではベットをしません。
これによってブロックが90%以上の確率で承認されることを読み取ることができます。

 

2018年後半以降のイーサリアムについての考察

直近でPOW方式のコインに対してセルフィッシュマイニングや51%攻撃の事件があり、ブロックチェーンの技術の信頼を揺らがすイベントとなってしまいました。
時価総額がトップ10入りするようなコインでは実質不可能とされていますが、もし起これば仮想通貨全体のファンダメンタルは非常に悪化するのは間違いありません。
そんな中、時価総額2位のイーサリアムは数年前からPOWの問題点と危険性に危惧していて、今年中にアップデートされる予定のメトロポリスのコンスタンティノープルでPOS方式へ移行、そして時期は未定ですが、次の次になるセレニティーにて独自POS方式Consensus by betへの完全移行が計画されています。

そういった意味で、技術的にデジタル空間に価値の保存が出来ることを証明したビットコインの問題点を克服したブロックチェーン2.0と呼ばれるイーサリアムのビジョンは、常に数年先を見据えているのだと感じます。

また流通しているトークンの数を見れば、プラットフォームとして他の暗号通貨プロジェクトよりも2歩も3歩も先を行っているのは明らかです。

https://coinmarketcap.com/ja/tokens/

CoinMarketCapでトークンだけのランキングで見てみれば一目瞭然なのですが、イーサリアムをベースとしたトークンが圧倒的に占めており、代替え貨幣を用いた経済圏、いわゆるトークンエコノミーの未来を垣間見ることができます。

2017年の年末にビットコインのバブル相場によって、仮想通貨に興味が無かった層までブロックチェーンというキーワードの周知が進みました。
今年はスマートコントラクト、トークンエコノミーというキーワードが、去年のブロックチェーンのような流行り言葉になると個人的に予想しています。

色々な知識人が「ビットコインは信用ならないがブロックチェーンの技術は素晴らしい」というコメントを残しました。
今年も2017年末のように盛り上がれば「イーサリアムは良くわかないがスマートコントラクトの技術は素晴らしい」、「イーサリアムが今後流通するかどうかは怪しいが、トークンエコノミーの概念は可能性を感じる」といったコメントが溢れかえることでしょう。

トークンエコノミーもスマートコントラクトもどちらもブロックチェーンの信頼を担保とした仕組みです。
ビットコインから始まったブロックチェーンテクノロジーは、着実に次のフェーズへと進歩しているのが感じられますね。

 


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