原作者：ノーム・ニサン
オリジナルコンピレーション：ブロックユニコーン
この記事では、「ブロックチェーンの世界」で非常に一般的なプラットフォームのタイプである「プルーフ・オブ・ステークおよびユーティリティ・トークンを備えた Web3 プラットフォーム」について説明します。各用語の意味を簡単に説明しました。表 1 に、2023 年 8 月初旬時点でのこのカテゴリの最大規模のプラットフォームのいくつかと、その重要な「財務」指標のいくつかを示します。
表 1: 時価総額が少なくとも 30 億ドルのプルーフ・オブ・ステーク システムとユーティリティ トークン (データ ソース: 2023 年 8 月 7 日に stakerewards.com から取得)
ここでの私たちの目標は、「トークンノミクス」として知られる、そのようなシステムとそのトークン経済的側面に関する単純だが広範な原則を提示することです。私たちは極度のシンプルさを追求していますが、特定のシステムでは、その特定の目標、制約、環境に応じてより複雑な分析が必要になります。それにもかかわらず、ここで紹介したアイデアがこれらの問題についての有用な考え方として、またおそらくは設計の予備的なガイドラインとして役立つことを願っています。
議論するシステムの種類
ここでは、「プルーフ・オブ・ステークおよびユーティリティ・トークンを備えた Web3 プラットフォーム」の意味を詳しく説明し、そのようなプラットフォームがユーザーに一定の実用的な価値を提供し、十分な規模に開発し、運営者に報酬を与えなければならないことについて説明します。
1.1. Web3 プラットフォーム
「Web3 プラットフォーム」という用語は、信頼できる中央機関に依存することなく、相互の合意と信頼を可能にする方法でオンライン サービスを提供するコンピューティング プラットフォームを指すために使用されます。基本的な例には、ビットコインなどの暗号通貨、イーサリアムなどのデジタル経済プラットフォーム、イーサリアムに価値を加えるさまざまな分散型「L2」レイヤー、または金融専用の特定の分散型アプリケーションプラットフォーム（DeFi）が含まれます。これらのシステムのポイントは、単一の企業、機関、政府の適切な行動や存在に依存することなく、信頼できる方法で機能し続ける必要があるということです。基本的に、信頼できる単一の関係者は、多数の小規模組織間の合意によって置き換えられます。
もちろん、銀行や金融など、実証済みの従来のメカニズムを回避するこのようなシステムの望ましさや重要性について疑問を抱く人もいるでしょうが、この記事では、多くの人がそのようなシステムを望んでおり、特定のアプリケーションではそうではないと信じているということを現実として扱います。中央政党に依存することは採用する価値があり、非常に重要です。
Web3 プラットフォームによって提供される信頼のレベルは、システムの信頼をサポートするために協力する多数の関係者の規模と品質に明らかに依存します。このタイプのプラットフォームには、大きな正のフィードバック ネットワーク効果があることがわかります。プラットフォームが成長すればするほど、そのプラットフォームに対する信頼が高まり、そのため提供される価値も大きくなり、より多くの参加者を引き付け、成長がさらに促進されます。
Web3 システムの重要な要件は、最初に拡張し、その後ネットワークに大きな効果をもたらす規模を維持することです。
1.2. ステークの証明
Web3 システムのセキュリティは多くの小規模な関係者の協力と合意に基づいているため、すべての Web3 システムが解決しなければならない重要な課題は、「Sibyl (シビュラ攻撃) への耐性」です。大規模な攻撃グループと思われる攻撃をどのようにして防御するかです。表面的には、実際には、彼らは複数の攻撃グループとして偽装されており、その背後にある制御組織は 1 つだけです。ビットコイン ネットワーク システム以降、初期のシステムでは、システム セキュリティの支持者がコンピューティング能力を実証する必要がある「プルーフ オブ ワーク」メカニズムを使用して、この課題を解決しました。ビットコインの人気が高まるにつれて、このコンピューティング能力の量は、世界の電力使用量のかなりの部分を必要とするところまで増大し、地球温暖化に無視できない影響を及ぼしました。
「Proof of Humanity」、つまり実際の人間を識別するなど、他のタイプのシビュラ耐性についての提案はいくつかありますが、おそらく現時点で重要な用途がある唯一の他のオプションはおそらく「Proof of Stake」でしょう。この種のシステムでは、参加者は何らかのシステム「トークン」を所有する必要があり、参加者が保持するトークンの数は、システム内で参加者に「アイデンティティ」を与えるための基礎となります。具体的には、システム内の合意は、参加する利益を持つ当事者の過半数 (または組織の過半数以上) によって同意されます。
Proof-of-Stake システムと Proof-of-Work システムについては膨大な文献がありますが、経済的な観点から典型的な Proof-of-Stake システムがどのように動作するかをここに示します。最初に、プラットフォームは特定の数のトークンを「鋳造」し、それらを特定の方法で配布します。プラットフォームの運用に参加するには、オペレーターはトークン市場でいくつかのトークンを入手し、それらを「担保」する、つまりシステムでの通常の運用の担保としてプラットフォームにロックする必要があります。トークンをステーキングし、プラットフォームの運営に参加し続けることと引き換えに、プラットフォームは通常、ステーカーにさらに多くのトークンを報酬として与えます (トークンは公開市場で販売できます)。プラットフォームのプロトコルに応じて、これらの報酬は、プラットフォーム ユーザーが支払った料金、または新しく作成されたトークンから得られます。報酬が新たな鋳造によってもたらされる場合、明らかにトークンの総供給量は増加します（つまり、トークンがインフレ的になります）。オペレーターに報酬を与えるもう 1 つの可能性は、システムのユーザーから何らかの価値を抽出する権限をオペレーターに与えることです。これは、マイナー抽出値 (MEV) と呼ばれることがよくあります。
プルーフ・オブ・ステーク プラットフォームの利害関係者は、ユーザー料金、新しいトークンの鋳造、ユーザーからの価値の抽出、またはこれらの組み合わせを通じて報酬を得る必要があります。
上の表には、評価額 2,000 億ドルを超えるイーサリアムや、他の 8 つの数十億ドルのプラットフォーム (執筆時点ではまだ多くの小規模なプラットフォームが存在し、そのうちの約 50 はそれぞれ 1 億ドル以上の価値があります)。ご覧のとおり、ステーカーに提供される実際の報酬 (ステーキング額に対する年間報酬の割合) は 2% ～ 20% (APR) の範囲内で変動し、中央値は 5% 強です。トークンのインフレを考慮して報酬を調整することにより、実際の報酬は 0% ～ 10% の範囲で変動し、中央値は約 3% になります。これらのシステムのすべてのトークンがステークされているわけではなく、ステークの割合は 15% ～ 70% の間で変動し、中央値は 50% に近くなります。この記事の目的の 1 つは、これらの数字についての原則的な考え方を提案することです。
1.3. ユーティリティトークン
トークンには多くの種類があり、それらを分類する方法も数多くあります。この記事では、経済的用途におけるそれらの分類に興味があります。この分類には、ペイメント トークン、ユーティリティ トークン、セキュリティ トークンの 3 種類のトークンが含まれます。支払いトークンは、「お金」として機能するように設計されており、通常は交換媒体および価値の保存形式として機能します。典型的な例としては、ビットコインや多くのステーブルコインがあります。セキュリティ トークンは、金融証券 (株式や債券など) と同様に、保有者に発行者に対する特定の法的権利または請求を提供する金融商品です。
ユーティリティ トークンを使用すると、プラットフォームから一部のサービスを自動的に取得でき、ユーザーはそこから何らかのユーティリティを引き出すことができます。最も一般的には、ユーティリティ トークンは、プラットフォームがユーザーに何らかのサービスを提供するプラットフォームの使用料の支払いに使用できます。イーサリアムを例に挙げると、イーサリアム ブロックチェーンは、イーサリアムの「空のコンピューター」公開台帳上でトランザクションを実行するサービスを提供します。これは多くのユーザーが必要とするサービスであり、彼らはそのためにかなりの金額を支払うことを厭いません。イーサリアムのネイティブ トークンである ETH が、このサービスの料金を支払う唯一の方法であるため、潜在的なイーサリアム ブロックチェーン ユーザーは、販売を希望する販売者から ETH トークンを購入し、それらのトークンをイーサリアム ブロック チェーンの支払いに使用する必要があります。
Web3 プラットフォームを純粋に「ユーティリティ」ベースで分析すると、このようなシステムの重要な目標は、実際にユーザーに可能な限り多くのユーティリティを提供することであることが明らかになります。当然のことながら、Web3 プラットフォームにユーティリティを提供するには、他のプラットフォーム固有の要件を満たしながら、十分な信頼性とオープン性を維持する必要があります。実際、トークンの所有は、必要なトラストレス コラボレーションを可能にする重要な要素になります。ユーティリティを提供するという観点から私たちのプラットフォームを見ると、トークンの目的とそのトークン エコノミクスは、ユーティリティを提供するというこの目標に役立つはずです。ここではトークンの明確な「ミクロ経済学」分析を行います。
明らかに、ほとんどのユーティリティ トークンには他の機能もあり、たとえば、ある程度支払いトークンとして機能する場合があります。 ETH の現在の価値は、イーサリアム ブロックチェーン上でトランザクションを実行するための実用性を超えて、ビットコインと同様に価値の保存および支払い手段としての使用にまで広がっているのではないかと疑う人もいるかもしれません。私たちの分析は、コインの価値の大部分、または少なくともそのかなりの部分がそのユーティリティトークンの側面から来ている場合に適切です。
ミクロトークンノミクス: 料金と社会福祉
このセクションでは、ユーザーがプラットフォームを使用するために支払う必要がある取引手数料に焦点を当てて、トークンのミクロ経済学について説明します。私たちは、最適な取引手数料は、(輻輳が発生した場合の) 輻輳コストを含む、取引を実行するためにプラットフォームが負担する限界コストであると考えています。
ユーティリティ トークンを備えたプラットフォームは定義上、ユーザーに何らかのサービスを提供するため、そのようなサービスの市場が必ず出現します。この市場によって、誰がサービスを取得し、そのサービスにいくら支払うかが決まります。このセクションでは、そのようなサービスの概要を説明します。市場の基本的な分析。
簡潔にするという目標を維持しながら、実用性に基づいた Web3 システムの基本的な経済的特性であると考えられるものをカバーしながら、議論をできるだけ単純に保ちます。特に、「静的」解析にこだわることで、一般に対処がより難しいタイミング問題と動的問題を回避できますが、静的場合と同じ原則を使用して処理する必要があると考えられます。
2.1. プラットフォームの目標と社会福祉
最初に取り組む必要があるのは、プラットフォームが何を最適化しようとしているのかを理解することです。最初の反応は「プラットフォームの構築者を裕福にする」ことかもしれませんが、この皮肉はプラットフォームエコシステムの対象となる参加者の行動を無視しており、いかなる意思決定も示唆していません。私たちは、プラットフォームの目標は、そのプラットフォームが「世界」にもたらす総価値を最大化することであり、経済学者が社会福祉の最大化と呼ぶこともありますが、それとは正反対の見解を擁護します。
規範的な観点から始めましょう: プラットフォームは何のために最適化されるべきでしょうか?プラットフォームを企業、そのトークンを株式と考えると、「株主」が受け取る収入を最適化しようとするのは自然なことです。この見解は、インフラストラクチャを企業として考えるのではなく、ユーザーに公共サービスを提供するものとして考えることを好む Web3 コミュニティとは相容れません。イーサリアム ブロックチェーンが良い例であり、イーサリアム所有者は、トークンをステークしない場合、イーサリアム ブロックチェーンの運用から直接利益を受け取ることはありません。セキュリティ トークンとユーティリティ トークンの区別に戻ると、前者はトークン (株式) 保有者の収入の最大化とうまく調和しており、後者は (主に) ユーザーを含むプラットフォームのエコシステムの価値の最大化とうまく調和しています。 。
上記の規範的な議論があまりにも素朴またはうぬぼれているように見える場合は、より実践的な観点を考慮することもできます。一部の参加者が、トークン所有者としての私的収入を最大化するなど、慈善活動に乏しい別の目標を持っていると仮定します。長期的にはどうすればこれを達成できるでしょうか?ネットワーク効果は Web3 システムに固有の推進力であるため、プラットフォームにとって最も重要な要素は成長です。より速く成長するプラットフォームは生き残り、エコシステム全体により多くの「社会福祉」をもたらすだけでなく、クリエイターとトークン所有者にもより多くの利益をもたらします。プラットフォームが成長する主な方法は、実際に可能な限り多くのユーティリティを提供できるようにすることです。これにより、ユーザーが受け取る直接的な価値によってユーザーがプラットフォームに引き付けられるだけでなく、「ユーザー向けに最適化する」ことで、Web3 コミュニティで重要なより優れたパブリック メッセージが提供されます。このプラットフォームの目標モデルの適切な比喩は、企業というよりも国に近いかもしれません: 目標は、他の財を犠牲にして株主の価値を高めることではなく、最終的にすべての参加者の条件を改善する経済全体を発展させることです。 。これをプラットフォームの日常業務に置き換えると、やはり社会福祉を最大化することを目標とする仕事が生まれます。
ユーティリティ トークンを備えた Web3 プラットフォームの目標は、それが提供する社会的利益を最大化することです。
2.2. 社会福祉を最大化するにはどうすればよいですか?
それでは、規範的または実際的な理由から社会福祉を最適化したいと仮定すると、どのようにこれを行うべきでしょうか?まず、明らかにプラットフォームは何らかの有用なサービスを提供する必要があるため、以降の説明ではプラットフォームがそのようなサービスを提供すると仮定します。より具体的に経済モデルを見てみましょう。何か役に立つサービスを提供すると言うとき、そのサービスは誰かにとって役立つものでなければなりません。私たちはこれらの「特定の人々」、つまりプラットフォームから価値を引き出すことができる人々を（潜在的）ユーザーと呼びます。プラットフォームが提供する「サービス」単位を抽象的にトランザクションと呼ぶことにします。プラットフォームの運用には、ある程度のリソースと労力が必要な場合があります。これらのリソースと労力を提供する人 (または会社) をオペレーターと呼びます。
このレベルのモデリングでは、社会福祉を最大化するという基本的な問題は、プラットフォームがどのトランザクションに対応すべきかということになります。一部のユーザーがトランザクションから価値を引き出している場合でも、トランザクションをサービスしない理由は 2 つあります。まず、サービス トランザクションのコスト (労力とリソース) がユーザーに提供する価値よりも高くなる可能性があり、その場合、サービス トランザクションは全体的にマイナスの利益をもたらします。第二に、プラットフォームにはある程度の容量制限がある可能性があり、トランザクションの需要が提供できる量を超えた場合、最も「価値のある」トランザクションを選択し、他のトランザクションを無視する必要があります。分析を進めるには、この状況の非常に単純な経済モデルを詳しく調べることが役立ちます。
2.3. 基本的な経済モデル
私たちの状況の本質を捉えた基本的な経済モデルを説明してみましょう。プラットフォームによって提供されることを希望する複数のトランザクション i = 1, 2,…, N があります。各トランザクション i には、それを開始したユーザーがおり、そのユーザーには値 vᵢ が関連付けられています。トランザクションには限界費用 cᵢ もあり、これはプラットフォームがサービスを提供するために (運営者を通じて) (既にサービスを提供している他のトランザクションに加えて) 負担しなければならないコストです。
古典的な経済理論では、財の単位の限界費用は、生産された他の単位の数の関数（限界費用の増加または減少）になる傾向がありますが、私たちの場合は、おそらく、製品のコストを考慮するのが安全です。トランザクションは修正される必要があります (運用を開始するための固定コストが発生した後、プラットフォームが一定の容量制限に達するまで)。
社会福祉を最大化するとは、プラットフォームの容量内に収まるすべての可能なトランザクションセットの中で ∑ i∈S (vᵢ-cᵢ) が最大化されるようにサービストランザクションのセット S を選択することを意味します。
このモデルではどのトランザクションをサービスすべきでしょうか?プラットフォームの容量制限に達しない場合は、正の値 (vᵢ-cᵢ)、つまり vᵢ > cᵢ を持つトランザクションを処理する必要があります。これを達成するにはどうすればよいでしょうか?プラットフォームはサービストランザクションに関連するコスト cᵢ を計算 (または少なくとも推定) できると想定できますが、トランザクション vᵢ の価値はトランザクションに関心のあるユーザーの主観的なものであるため、ユーザーのみが知っています。
したがって、これを行うための基本的な経済学のトリックは次のとおりです。ユーザーにサービスを提供するトランザクション、つまり cᵢ に等しいトランザクション手数料をユーザーに請求します。この場合、ユーザーはプライベート値 vᵢ がコストより高い場合、つまり vᵢ > cᵢ の場合にのみトランザクションを実行することを選択します。これは「限界費用」価格設定と呼ばれ、経済学 101 コースで紹介される基本的な事実です。社会福祉を最大化するには、ユニットの価格はユニットを提供する「限界費用」と等しくなければなりません。
ブロック ユニコーン 注: このモデルでは、ユーザーが開始したトランザクションが多数あり、各トランザクションにはユーザーによって割り当てられた値とプラットフォーム サービスのコストがあります。経済理論では一般に、商品の限界費用は生産される他の製品の量によって決まると想定されていますが、ここでは、プラットフォームが特定の容量制限に達するまで各取引のコストが固定されていると想定します。
社会福祉を最大化するとは、プラットフォームの容量に適合する可能性のあるすべてのトランザクションの中で、ユーザーの合計価値からサービスコストを差し引いた値を最大化する一連のサービス対象トランザクションを選択することを意味します。つまり、プラットフォームは、容量制限を確保しながら、ユーザーがそこからプラットフォーム サービスの総コストを差し引いた合計価値を最大化するサービスを提供するトランザクションを選択する必要があります。
社会福祉を最適化するには、取引手数料を限界費用に設定する必要があります。これにより、ユーザーのネットの有用性が社会福祉と一致します。
輻輳の場合、「限界費用」では、トランザクションのサービスが、サービスが提供されていない他のトランザクションに与える影響も考慮する必要があります。この場合、取引手数料は取引の直接コストだけでなく、「混雑コスト」、つまり他のユーザーに引き起こす社会福祉の純損失も考慮する必要があります。最も単純で最も一般的なケースでこれがどのように機能するかを見てみましょう。
1 次元 GAS モデル: これは、Web3 システムの容量制約を説明するための最も単純かつ一般的なモデルです。各トランザクションには、使用するシステム リソースの量を表すサイズ si があり (イーサリアムの用語を借りれば、これはトランザクションで使用される GAS と呼ぶこともできます)、システムには総リソース (つまり GAS) の特定の容量 K があります。したがって、∑i∈S si ≤ K の場合、S 個のトランザクションのセットが実行可能であり、社会福祉を最大化することは、この制約の下で ∑i∈S(vi-ci) を最大化することを意味します。さらに、このモデルでは、トランザクションの実行コストはそのサイズ cᵢ=αsᵢ (α はグローバル定数) に比例すると考えられます。
一般に、この最適化問題 (古典的なナップザック問題であるため) を解決する効率的なアルゴリズムはありませんが、よく知られた貪欲近似アルゴリズムがあります。つまり、vᵢ/sᵢ の降順に従ってトランザクションを並べ替え、上位のトランザクションから開始してサービスを提供します。次のトランザクションが容量制限を超えるまで (または vᵢ になるまで)
ブロック ユニコーン 注: 上で説明したモデルは非常に単純であり、当然ながら実際のプラットフォームの多くの側面を無視しています。しかし、私たちの単純なモデルの主な経済的教訓は、非常に一般的な場合に当てはまります。社会福祉を最大化するには、限界費用に等しい取引手数料を請求する必要があります。混雑が存在する場合、取引手数料には「混雑コスト」も含める必要があります。
2.4. 取引手数料の仕組み
社会福祉の最大化を確保するために必要な料金を特定しましたが、プラットフォームが実際にこれらの料金を徴収できるようにする特定のメカニズムを定義する必要もあります。これらのメカニズムでは、プラットフォームのユーザーとオペレーターの両方が合理的かつ「戦略的」に行動し、それぞれが自身のユーティリティを最適化しようとすること、およびユーザーの本物か偽物かにかかわらず、オペレーターと複数のユーザーの間の共謀が可能であることを考慮する必要があります。
ユーザーは常に戦略的に行動するものと想定されるべきですが、オペレーターの戦略的行動について心配する必要があるのは、オペレーターの行動にある程度の余裕がある場合、つまり、他のオペレーターが規定された合意に反する行動を「捕まえる」ことができない場合だけです。
この余裕がないオペレーターには、ある種の一括支払い「ブロック報酬」を通じて参加を継続するよう奨励する必要があります。
オペレーターがどのトランザクションを受け入れるかを決定する場合など、自由度が存在する場合、プラットフォーム プロトコルは、オペレーターが望ましい方法で行動するよう確実に動機付けられるようにする必要があります。シンプルな仕組みであっても、均衡点で必要な料金を達成できるのは驚くべきことです。
支払い入札メカニズム: どのトランザクションを受け入れるかを決定するための最も単純なタイプのメカニズムの 1 つであるビットコインの「入札額の支払い」を例に挙げて、それが限界費用 (輻輳コストを含む) に近似し、したがってほぼ最適化されると予想される理由を見てみましょう。社会福祉。基本的なメカニズムは次のように機能します。特定の時点 (ブロック) で、どのトランザクションが入ってくるかを決定する単一のオペレーター (マイナー) が存在します。
私たちの目的にとって、オペレーターが選択され、プロトコルによってその決定がコンセンサスになる可能性が高いことが保証されている限り、オペレーターがどのように選択されるかは問題ではありません。ユーザーは自分の取引に入札を提出し、選ばれたオペレーターは希望するこれらの入札のサブセットを（所定の容量内で）受け入れ、受け入れられた取引の入札を集めることができます。
それでは、長期的には均衡点に達するまでに何が起こると予想されるのでしょうか?私たちの状況を（取引スペースの）経済市場として考えると、手数料が限界費用に等しく、社会福祉が最大化される均衡に市場が達することを望みます。
GAS モデルの均衡: 1 次元リソース モデルに戻りましょう (複雑な場合は、大まかな説明については、以下のブロック ユニコーンの青いフォントの注釈を参照してください)。このモデルでは、各トランザクション i は値 vᵢ を持ち、サイズ sᵢ の場合、コストはそのサイズ cᵢ=αsᵢ に比例し、ブロックの総容量は K によって制限されます。ここで、各トランザクションの所有者は入札を行います。どの取引を受け入れるかをオペレーターが決定することを振り返ると、入札 bᵢ を取得するオペレーターは、∑i∈S bi が最大値に達するような入札 S のセットを受け入れることは明らかです (整数制約を無視)。これは、1 つを受け入れることを意味します。 bᵢ/sᵢ 比が最も高いブロック容量に達するまでの入札のセット。
私たちは、入札ダイナミクスにより、入札者は、bᵢ ≤ vᵢ である限り、トランザクションが受け入れられる最低値 bᵢ を (大まかに、長期的には) 見つけて入札できるようになり、そうでない場合は bᵢ を支払う気がなくなります。この仮定の下で到達する均衡では、単位サイズ当たりの価値の比率 bᵢ/sᵢ が「均衡ガス価格」 p で入札できるほど十分に高い入札者が存在する一方、価値の低い入札者はより低い値で入札することになります。
つまり、vᵢ≥psᵢ の入札者はすべて bᵢ=psᵢ で入札しますが、vᵢ
vᵢ≥cᵢ=αsᵢ のトランザクションがブロック容量を満たさない輻輳のないケースを処理するには、システムはプロトコルの一部として最小ガス価格 p*≥α¹³ を指定する必要があります。
ユニコーンをブロックする 注: このモデルでは、ユーザーがサービスの評価よりも高い値である限り、サービスに対して支払ってもよい最高値に入札単価を設定することが期待されます。事業者は、総収益を最大化するため、入札/サイズ比が最も高い取引を選択する傾向があります。この均衡状態は、最も価値のあるサービス取引が選択され、限界費用が合理的に補償されるため、社会福祉を最大化することになります。
インセンティブの互換性メカニズムに関して言えば、私たちは、Pay-as-Bid メカニズムが（少なくともおおよそ）この均衡状態にどれくらい早く、どの程度まで到達するか、そしてユーザーがどのようにして必要なマジック パラメータ p* を把握するかに興味があるかもしれません。適切に入札してください。イーサリアムで使用される EIP-1559 などのより複雑な料金メカニズムは、入札プロセスの透明性を高めることができ (メカニズム設計用語では「インセンティブ互換性」と呼ばれます)、それによってシステムを効率的な均衡状態に直接導き、社会福祉を最大化することができます。可能な限り費用を限界費用と等しくする¹⁴。これらのメカニズムの設計方法についてはすでに豊富な知識が存在しており、この既存の知識はより複雑で現実的なシナリオに適用できます。
ユーザーからの価値の抽出 (MEV): ここで、「隠れた料金」、つまり、メカニズムによってオペレーターがユーザーのトランザクションから何らかの価値を抽出できる場合について考えてみましょう。この抽出の性質は確かにプラットフォームのサービスによって異なりますが、ブロックチェーンの典型的な例は、ブロックを作成するバリデーターが独自のトランザクションを追加して特定のユーザートランザクションを「プリエンプト」し、それによって値を On 自身に転送できることです。この日和見的な価値抽出は、トランザクション サービスのコストや混雑とは何の関係もないため、これらの暗黙の MEV 料金はシステムの通常の経済機能と矛盾し、たとえば、悪用される可能性のあるユーザーを追い払う可能性があります。したがって、完全に排除できない場合もありますが、メカニズムはそのような抽出の可能性を最小限に抑える必要があります。
2.5 結論: マイクロトークンノミクス
したがって、このセクションの主なポイントは、ユーティリティ トークンを備えた Web3 システムは、それが提供する社会福祉 (つまり、付加価値) を最大化することを目指す必要があるということです。これは、料金が提供されるトランザクションの限界コスト (輻輳コストを含む) に等しい場合に達成されます。実際、この目標の達成につながる可能性のある経済メカニズムが存在します。プラットフォームの複雑さに応じて詳細は複雑になる可能性がありますが、基本原則は依然として適用されます。
マクロトークンの経済学: ステーキングコストと新しく鋳造されたトークン
このセクションでは、新しいトークンが鋳造されるレート、ステーカーの報酬、ステーキングによって提供されるセキュリティの関係に焦点を当てて、マクロトークンの経済学について説明します。私たちの主な主張は、ステーカーの報酬はステーカーの資本コストをカバーすべきであり、できれば新たな鋳造を通じて支払われるべきであり、鋳造速度を決定する主な要素であるべきだということです。
前のセクションでは取引手数料について説明しました。取引手数料は、ユーザーに何らかのユーティリティを提供する Web3 プラットフォームのミクロ経済学として見ることができます。次に、プラットフォームのマクロ経済、つまりシステム全体に資金がどのように供給され、トークンがどのように管理されるかに注目します。繰り返しになりますが、私たちは単純さと一般性に重点を置くことを強調し、実際のシステムにはより複雑な考慮事項が含まれる可能性があることに留意しますが、私たちの分析が依然として有用な出発点として役立つことを願っています。まず、上記のミクロ経済分析とシステムの経済的実現可能性との間の主なギャップと考えられるものから始めます。
3.1. 固定費
限界費用に基づく課金の公式は、「非限界」費用の問題という中核的な問題を覆い隠します。もっと明確にしましょう。上記のすべての議論において、あるトランザクション i のサービスに関連する唯一のコストは、他のすべてのトランザクションと比較してこのトランザクションをサービスするコストの増加であり、実際にこの追加トランザクションをサービスするかどうかが決まります (他のどのトランザクションをサービスするかを決定していると仮定します) ）。
例を考えてみましょう。N 個のトランザクションを処理するコストは $100+N*$1、つまり、9 個のトランザクションを処理するコストは $109、10 個のトランザクションを処理するコストは $110 です。
この場合、固定費は 100 ドル、限界費用は 1 ドルであると言えます。限界コストは 1 ドルですが、10 件のトランザクションを処理する平均コストは 11 ドルです。限界費用のみを請求する場合、各取引から徴収するのは 1 ドルのみですが、足りない 100 ドル (つまり、固定費) はどこから来るのでしょうか?限界費用のみを請求する場合のこの赤字の問題は、限界費用が平均コストよりも小さい場合に特に顕著であり、これはブロックチェーンにおける典型的な状況であると思われます。
「現実世界」では、固定費は最終的にユーザー自身が支払わなければならないため、限界費用価格設定は非現実的ですが、トークン化されたプラットフォームでは、固定費は新しいトークンを鋳造することで支払うことができます。これには、経費を限界費用レベルに維持できるという利点があります。もちろん、誰かが依然として固定費を支払わなければならず、その人がすべてのトークン所有者の集合体です。つまり、新しいトークンを鋳造するということは、基礎となるトークンを水増しし、その価値を潜在的に下げることを意味するため、各トークン所有者は事実上、トークンの価値のごく一部を失うことになります。
トークン所有者にこの負担を課すことが合理的なのか、それとも望ましいのか疑問に思う人もいるかもしれません。私たちはこれが最も悪くない選択肢だと考えています。まず、ユーザーに限界コストのみを請求できるため、システムの使用量を最大化できます。これが、上で説明したように、私たちの基本的な目標です。第 2 に、システムの使用量が実際に最大化されると、プラットフォームの合計価値が増加し、それによってトークンの価値が増加し、同じトークンの所有者が固定費の支払いを補償することが期待されます。
限界費用の価格設定を達成するには、プラットフォームの運営に関連する固定コストは、新しいトークンを鋳造することで最もよく支払われます。
既存のブロックチェーンを見ると、これは現在多かれ少なかれ標準となっています。「ブロック報酬」を支払うために新しいトークンが鋳造されます。ブロック報酬は、ブロック内の特定のトランザクションや報酬マイナー、ステーカー、またはソーターから独立しています。これらのブロック報酬は基本的に関連する固定コストをカバーしますが、取引手数料はオペレーターに支払われる追加要素です。
懸念のある読者は、このプロセスの持続可能性について疑問を持つかもしれません。トークン所有者がプラットフォームに無期限に補助金を与えるのは意味があるのでしょうか?ここでの「終わり」とは何でしょうか？考えられる「最終目標」はいくつかあります。まず、プラットフォームは世界経済の持続可能な成長の一環として持続可能な成長を達成する可能性があります。もう 1 つの可能性は、プラットフォーム サービスの需要の増加がプラットフォームの供給の増加を上回る可能性です。この場合、輻輳料金は (上で詳述したマイクロトークンの経済的理由により) 増加し続けますが、これらの料金はシステム運営者が実際に負担する費用ではないため、輻輳料金で固定費をカバーできます。
さらにもう 1 つの可能性は、プラットフォームの使用量が増えるにつれて、増加する限界費用と比較して固定費が非常に小さくなり、重大な歪みを引き起こすことなく料金への小さな追加として扱うことができるということです。最後に、上記のすべてが十分でない場合は、十分に成長した後、「現実の世界」と同じように、プラットフォームが指定された限界費用を超えて実際に徐々に料金を引き上げることが想像できます (コストは減少し続けます)。
3.2. 質権コスト
プルーフ・オブ・ステーク システムでは、最も重要な固定コストは通常、ステーキングの財務コストであり、「セキュリティ コスト」、「資本コスト」、または「機会コスト」と呼ばれることもあります。具体的には、一定量のトークンを保有しシステムに賭けているステーカーは、直接、または法定通貨（米ドルなど）と引き換えにトークンを売却することによって、それらの資金を他の目的に使用することを放棄しています。これらのコストは基本的に、外部の金融環境（現在の金利など）、プラットフォーム関連の要因（トークンのステーキングに伴う実際のリスクと認識されているリスク）、およびトークンのその他の考えられる用途（AMM での流動性の提供など）のコストによって決定される財務的なものです。 。具体的には、ステーキングの合計額が S (USD) で、ステーカーが年間 r% の収益を得る場合、ステーキングの年間総コストは r%*S となります。
ユニコーンをブロックする 注: プルーフ・オブ・ステーク システムにおけるステーキングのコストについて話すとき、実際には、ステーカーがシステムに参加するために他の考えられるメリットを放棄することについて話しています。具体的には、ある人がいくつかのトークンを保有し、それをシステムに賭けた場合、その人はその資金を直接使用したり、トークンを法定通貨（米ドルなど）に売却したりするなど、他の目的に使用することはできません。
これらのコストは、主に外部金融環境 (現在の金利など) に加え、システムへのステークやその他のトークンの潜在的な使用に関連するリスクによって決まります。ステーカーが毎年一定の割合の収益を得る場合、ステーキングの年間総コストは、その割合にステーキングの合計価値を乗じたものとなります。
イーサリアムを例に挙げて、2023 年 8 月初旬の表 1 に示すデータに基づいて、最大のプルーフ オブ ステーク プラットフォームとしてのイーサリアム ネットワークのステーキング コストを計算してみましょう。当時、イーサリアム プラットフォームのトークンの約 19% がステーキングされており、すべてのトークンの合計価値が 2,240 億ドルであったため、ステーキングされたトークンの合計価値は 420 億ドルとなります。表によると、これらのトークンは年間約 5% の収益を上げ、年間合計ステーキングコストは 20 億ドルを超えます。イーサリアムのトランザクション数は年間約 4 億件 (1 秒あたり 12 トランザクション強) であるため、トランザクションあたりのコストは 5 ドルを超えることになり、これがイーサリアム プラットフォームの総運営コストの大部分を占めると考えられます。
3.3. ステーキング報酬
プラットフォームは運営者のコストをカバーするために新しいトークンを鋳造する必要がありますが、新しいトークンの鋳造はトークン所有者の負担となるため、必要な量だけ鋳造するのが自然です。プロトコルでは、割り当てられた報酬がオペレーターに参加して正しく行動するよう促すことを保証する必要があるため、オペレーターに適切な報酬を与えることと、新たな鋳造を最小限に抑えることとの間で適切なバランスを見つける必要があります。私たちは、インセンティブは一般にミクロ経済レベルで比較的簡単に処理できるため、鋳造レートを決定する主な要因は、運営者の資本コストに対するインセンティブを提供することであると主張します。
たとえば、ブロックチェーンの「標準」モデルに戻ってみましょう。各ブロックには 1 人のオペレーター、つまりリーダーがブロックの構築とコストのほとんどを負担する責任を負い、他のオペレーターは基本的にブロックに「署名」されているだけです。何らかのコンセンサスプロトコルを使用します。このようなシステムが適切に機能するには、リーダーにブロックの構築を奨励するためにかなりの報酬を支払わなければならず、他のすべてのオペレーターには「生き続ける」ために報酬を支払わなければなりません。後者は通常、重大な代理権を持たず、したがってマクロ経済の観点から重大なインセンティブ制約がないため、実行が容易です。
ブロックのリーダーに報酬を与えることは、通常、より微妙な問題になります。リーダーには多くの裁量権があるため、リーダーに適切な動機を与える必要があるからです。ただし、これは取引手数料メカニズムによって直接処理され、リーダーのインセンティブを考慮した正しい限界費用価格設定を使用することによって、正確な取引を含めることを奨励します。限界コストを適切に処理するためのこれらのインセンティブに加えて、リーダーにその固定コストを補償するだけでよく、十分に大きな固定「ブロック報酬」がこれを行います。
キャスティング率を決定する主な要素は、事業者の資本コストに対するインセンティブを提供することです。
私たちの分析では、オペレーターがプラットフォームから受け取る報酬率は、ステーカー自身が独自の財務計算に基づいて決定すると仮定します。ステーカーの財務上の考慮事項は、財務環境、プラットフォームとトークンの認識されたリスクと可能性、およびトークンの代替用途に関連する場合があります。
さまざまな財務モデルを適用して、必要な報酬率が他の財務パラメーター (外部金利やトークン為替レートの過去の変動率など) にどのように依存するかを見積もることは可能かもしれませんが、当社ではこれらの見積も必要とせず、報酬率を引き続き要求します。レートは与えられたものとみなされます。
表 1 にリストされているさまざまな大規模プラットフォームの経験的データによると、ステーカーの年間収益率は 2% から 20% の範囲であり、通常の収益率は 3% から 7.5% であり、中央値は約 5% です。この大きな変動はさまざまな要因に依存する可能性があり、これらの数値が正確に何を意味するかについては、間違いなくかなりの「ノイズ」が存在します。
それにもかかわらず、私たちは妥当な報酬率についてかなり一貫した全体像を得ることができ、それを典型的な債券や株式の利回りと同等の水準に置くことができます。
3.4. 新しいコイン
プラットフォームはオペレーターに十分なステーキング報酬を提供する必要があり、そうでない場合、オペレーターはプラットフォームの運営に参加することに同意しません。上で述べたように、「十分」はステーカー自身によって決定され、主に財務上の問題です。では、これを満たすためにプラットフォームをどのように設計すればよいのでしょうか?それが私たちが今解決しようとしているところです。私たちの基本的な分析では、ステーキングコストを固定費に関連付け、ステーキング報酬のソースは新しく鋳造されたトークンであり、平均してステーカーに比例して分配されると想定します。ここでは、鋳造されたコインと報酬の総量にのみ焦点を当て、その正確な構成ではなく、取引手数料メカニズムを通じて正しく処理できると想定しています。
簡単な分析のために、次のパラメータに注目してみましょう: (1) 既存のトークン供給総量に対する年間鋳造率のパーセンテージ、(2) 誓約金額に対する年間ステーキング報酬率、(3) ステーキングレート、つまりステーキングされたトークンの量は、流通するすべてのトークンの割合を占めます。この関係を支配する全体的な平等性は次のとおりです。
(年間新規コイン鋳造率) = (年間ステーキング報酬率) * (ステーキング率)
ステーキング報酬率についてはすでに説明しましたが、ここで新しいミントレートを詳しく見てみましょう。このレートはプロトコルによって決定され、新しいトークンがいつ鋳造されるか (または逆に破棄されるか) が決まります。私たちの仮定の下では、新しいミントはステーキング報酬の支払いに使用されます。これは、プロトコルによって分配されるすべての年間報酬の純額に等しくなります。具体的には、ブロックベースのプロトコルで、ブロックあたりの合計報酬が R トークン (平均して、すべてのオペレーターを合わせた純破壊) であるとプロトコルが規定している場合、既存のトークンの総数を S とすると、毎年 N 個のトークンが存在します。ブロックの場合、新しいコインの年間レートは RN/S です (新しいコインのレートは、人々の参加を促し、システムをアクティブに保つために、システムが新しいトークンを作成する速度です)。
この方程式では、ステーキング報酬は「名目」である、つまりトークン価値のインフレは考慮されていないことに注意してください。これは、プラットフォームが鋳造速度よりも速く成長することを可能にするため、新たな鋳造によって実際にトークンの価値が薄まるわけではないと信じているステーカーにとっては、物事を捉える適切な方法かもしれません。この観点についてあまり確信が持てないステーカーは、「実際の報酬率」または「調整された報酬率」に興味があるかもしれません。これは、報酬率から鋳造率を差し引くことでバランスがとれ、次の式が得られます。 (調整報酬率) = (鋳造レート) / (ステーキング レート) - (鋳造レート)。
3.5. 質入れ率と安全性
定義上、プルーフ オブ ステーク プラットフォームのセキュリティは、偽の ID 攻撃から保護する手段としてトークンを所有することに依存しています。言い換えれば、システムの暗黙のコンセンサスは、十分なトークンを共同で保有するオペレータによって形成されます。なぜこのタイプのコンセンサスを信頼するのかを考えてみましょう。最初の理由は単純に、悪意のある当事者がステーカーの大部分を制御するのに十分なリソースを持っているとは考えておらず、悪意のないステーカーはプロトコルに忠実に従うと考えているからです。 2 番目の理由は、プラットフォームが適切に機能しなくなった場合、トークンの価値が大幅に下落する可能性が高いため、トークンの大部分を集合的に所有する当事者グループは多大な損失を被ることになります。最初の議論はコンピュータサイエンスにおける典型的な「正直多数派」の議論であり、二番目の議論は経済学におけるゲーム理論の「インセンティブ」議論です。
これらの安全上の理由の両方を定量化することは、それぞれ多くの要因に依存するため、かなり不正確なプロセスです。最初の理由として、プラットフォームが防御しなければならない悪意のある当事者のステーキング全体の割合を把握する必要があります。 2 番目の理由として、ステーキング権限の大部分を占める悪意のある提携によって得られる経済的利益と、そのような操作によるトークンの価値の減少によって引き起こされる経済的損失を見積もる必要があります。正確な定量化は困難ですが、どちらの場合も、ステークされたトークンの大部分の悪意のある所有によって生じる可能性のある利益は、すべてのトークンの合計価値の一定の割合程度であるようです。
したがって、悪意のある攻撃者に直面して適切なセキュリティを実現するには、トークン全体の少なくとも一定の割合をステーキングする必要があります。さまざまなセキュリティ レベルに必要な正確な定数は、プラットフォーム間で起こり得る操作、トークンの価値と流動性、ロックされている内容、およびこのロックの性質に応じて確実に異なります。それにもかかわらず、特定のプラットフォームについては、獲得したセキュリティの代用としてステークされたトークンの割合を考えることができます。経験的に、表 1 を見ると、主要プラットフォームのステーキング率は 20% から 70% の範囲であり、通常は最も低いステーキング率が最大のプラットフォームです。
プルーフ・オブ・ステーク プラットフォームでは、ステーキングされるトークンの割合が少なくともプラットフォーム関連の定数に達する必要があり、この割合が増加するにつれてセキュリティも向上します。
必要な鋳造レート²⁶は、必要なセキュリティ レベルとステーカーが現在要求している報酬の推定値を考慮して計算できます。例として、表 1 の中央値を見てみましょう。ステーカーが年間 5% の収益を要求し、ステーキング比率を 50% にしたいと仮定します。次に、式によれば、必要な年間鋳造率は 2.5% (50% * 5%) となります。この計算は静的であり、必要なステーキング報酬と望ましいステーキング レートが両方とも固定されていると仮定しています。
このタイプの計算がプロトコルでどのように機能するかを見てみましょう。一般的に言えば、鋳造プロトコルは「ブロック報酬」を決定し、したがって鋳造速度を決定することができます。鋳造レートが設定されると、ステーカーはトークンをステーキングするかどうかを決定し、その後、鋳造されたトークンは基本的にステーカー間で分配され、ステーキング報酬が提供されます。ステーキング報酬率が高くなるほど、より多くのステーカーがトークンをステーキングすることを決定すると合理的に推測できます。
したがって、ステーキング レートは、上記の方程式が満たされるまで自動的に調整されます。ステーキング レートが方程式で必要なレベルよりも低い場合、各ステーカーは「必要」よりも高い報酬を受け取ることになるため、投資家はより多くの額をステーキングすることになります。誓約に注ぎ込んだ。ステーキング率が高すぎると、報酬が低すぎてステーカーが離れてしまいます。バランスは、ステーキングレートがステーキング報酬を「市場」の需要と一致させる場合にのみ達成できます。
さらに、プロトコルが同じまま金融環境が変化した場合、ステーキングレートは自動的に調整されます。たとえば、外部金利が上昇したり、プラットフォーム内でのトークンの代替金融利用がより魅力的になった場合、ステーカーはより高い報酬を要求し、ステーキング率が低下する可能性があります。同様に、プラットフォームの将来に対する信頼が高まると、ステーカーはより少ない報酬を要求するため、ステーキング率は増加します。
もちろん、プラットフォームは「一度限り」固定の鋳造レートを選択する必要はありません。代わりに、プラットフォームは現在のステーキング レートを観察できるため、この情報を使用して鋳造レートを決定できます。このような動的なミント レート メカニズムにより、ステーカーの行動から観察される望ましいステーキング報酬の関数として、ステーキング レートとミント レートの均衡をよりきめ細かく制御できる可能性があります。
たとえば、イーサリアムは、ミントレートがステーキングレートの平方根に比例して増加し、報酬レートがステーキングレートの平方根に比例して減少する曲線を定義します。もう 1 つのオプションは、ステーキング レートが必要なレベルを下回る場合にミント レートが増加する (ステーキング レートが必要とみなされるレベルを上回る場合にミント レートが低下する) 動的なプロトコルです。どちらの場合も、報酬率がステーカーが要求するレベルに等しい場合にのみ均衡に達します。
3.6. 結論: マクロトークン経済学
したがって、このセクションの主なポイントは、ユーティリティ トークンを備えたプルーフ オブ ステーク プラットフォームは、新しいトークンを鋳造することでプラットフォームの固定コストをカバーする必要があるということです。固定費の主な構成要素は、金融環境によっては誓約の資本コストとなる場合があります。プラットフォームのセキュリティはステーキング レートに依存するため、プロトコルは必要なセキュリティを達成するのに十分な新しいトークンを生成する必要があります。
