マージがETHの供給に与えた影響について

マージとは、2022年9月にイーサリアムネットワークがプルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークへ移行したアップデートのことです。 この移行により、ETHの発行方法が変更されました。 以前は、実行レイヤー( メインネット)とコンセンサスレイヤー( ビーコンチェーン)の2つのレイヤーから発行されていましたが、 マージ以降は、実行レイヤーで発行されなくなりました。 それでは、詳しく見ていきましょう。

ETHを発行するコンポーネント

ETHの供給は、「発行」と「バーン」という2つの主要な要因に分けられます。

ETHの発行は、ETHを作成するプロセスで以前は存在しなかった仕組みです。 ETHを破壊して流通から排除することをバーンといいます。 発行とバーンの割合は、いくつかのパラメータに基づいて計算されます。発行とバーンのバランスによって、イーサのインフレ/デフレ率が決まります。

マージ以前(過去)

実行レイヤーでの発行

プルーフ・オブ・ワークでは、マイナーは実行レイヤーのみとやり取りを行い、最初に次のブロックを解決したマイナーがブロック報酬を受け取っていました。 2019年のコンスタンティノープルアップグレード以降、ブロックごとの報酬は2ETHになりました。 マイナーは、オマーブロック(最長または正規チェーンに含まれない有効なブロック)を発行しても報酬を受けました。 オマーブロックあたりの報酬は最大1.75 ETHで、正規ブロックから発行された報酬とは別でした。 マイニングのプロセスは経済的に集中化された活動であり、これを維持するには、ETHの発行量を歴史的に高い水準に維持する必要があったのです。

コンセンサスレイヤーでの発行

2020年に稼働を開始したビーコンチェーンでは、 マイナーに代わって、バリデータがプルーフ・オブ・ステークでネットワークを保護します。 ビーコンチェーンは、イーサリアムユーザーがメインネット(実行レイヤー)上のスマートコントラクトにETHを一方向に入金することによってブートされます。ビーコンチェーンは、この入金をリッスンしており、ユーザーに対して新しいチェーンに同額のETHをクレジットします。 マージが起こるまで、ビーコンチェーンのバリデータは、トランザクションの処理を行わず、基本的にはバリデータプールの状態についてのコンセンサスを形成していました。

ビーコンチェーンのバリデータは、チェーンの状態を証明し、ブロックを提案することで、報酬としてETHを受け取ります。 報酬(またはペナルティ)は、バリデータのパフォーマンスに応じて、各エポック(6.4分ごと)に計算、分配されます。 バリデータの報酬は、プルーフ・オブ・ワーク時代のマイニング報酬(約13.5秒ごとに2ETH)と比べて大幅に少なくなっています。これは、バリデータノードの運用にそれほどコストがかからないため、高い報酬は必要ないからです。

マージ以前の発行についての概要

総ETH供給量: 約120,520,000ETH(2022年9月のマージ時点)

実行レイヤーでの発行

• 13.3秒あたり2.08ETHと推定されています。*: 年間で約4,930,000ETHが発行される計算になります。
• 結果、約4.09%のインフレ率(年間493万/合計1億2050万)。
• *この計算には、正規ブロックごとに発行される2ETHと、その期間におけるオマーブロックの平均0.08ETHが含まれています。 また、ディフィカルティボムの影響を受けないベースラインブロック時間ターゲットである13.3秒を使用しています。 (参照元をご覧ください(opens in a new tab))

コンセンサスレイヤーでの発行

• ステーキングされた合計が14,000,000ETHだと、ETH発行レートは、1日あたり約1700ETHになります。(参照元をご覧ください(opens in a new tab))
• 年間で約620,500ETHが発行される計算になります。
• 結果、約0.52%のインフレ率(年間62万500/合計1憶1930万)。

マージ以降(現在)

実行レイヤーでの発行

マージ以降、実行レイヤーでの発行は行われなくなりました。 マージによってアップグレードされたコンセンサスルールでは、プルーフ・オブ・ワークはブロック生成に使用できなくなりました。 実行レイヤーのすべてのアクティビティは、「ビーコンブロック」にまとめられ、プルーフ・オブ・ステークにおけるバリデータによって公開、証明されるようになりました。 ビーコンブロックの証明・公開に対する報酬は、コンセンサスレイヤーで個別に計算されます。

コンセンサスレイヤーでの発行

コンセンサスレイヤーでの発行は、マージ以前から同様に現在も続いており、ブロックを証明して提案したバリデータには少額の報酬が支払われます。 報酬は、コンセンサスレイヤー内で管理されるバリデータ残高に積み立てられ、 メインネット上でトランザクションが可能な現行のアカウント (「実行」アカウント)とは別のイーサリアムアカウントに蓄積されます。そのため、他のイーサリアムアカウントとの自由なトランザクションはできません。 また、これらのアカウントの資金は、指定された1つの実行アドレス以外には引き出すことができません。

2023年4月に実施された上海/カペラのアップグレードにより、ステーカーは引き出しが可能になりました。 ただし、収益/報酬(32ETHを越える残高)は、ステークウェイト(最大32)として貢献しないため、引き出さない方がよいとされています。

ステーカーは、バリデータの残高すべてを引き出して、アクティビティを終了することもできます。 ただし、イーサリアムの安定性を確保するために、同時に終了するバリデータの数には上限が設けられています。

1日あたち、すべてのバリデータのうち約0.33%が終了できます。 デフォルトでは、エポックごとに4台のバリデータが終了できます(6.4分ごと4台、1日では900台) 。 バリデータ数が262,144(2¹⁸)台を超えると、65,536(2¹⁶)台のバリデータが増設されるたびに、追加で1台のバリデータが終了できます。 例えば、バリデータが327,680台を超えると、エポックごとに5台が終了すします(1日あたり1,125台) 。 アクティブなバリデータ数が393,216台を超えると、6台の終了が許可されます(以降も同様です)。

多数のバリデータが引き出すと、ネットワークが不安定になる可能性があるため、終了するバリデータの最大数を4台に縮小し、「ステーキングされたETHが一度に大量に引き出されること」を防ぎます。

マージ以降のインフレについての概要

• 総ETH供給量: 約120,520,000ETH(2022年9月のマージ時点)
• 実行レイヤーでの発行: 0(なし)
• コンセンサスレイヤーでの発行: 上記(マージ以前)と同じで、年間発行率約0.52%(合計1,400万ETH がステーキングされている場合)

バーン(焼却)

ETHの発行とは逆に、イーサリアムではETHがバーンされるレートがあります。 イーサリアムでトランザクションを実行するには、最低手数料(「ベースフィー」)を支払う必要があります。ベースフィーは、ネットワークの混雑状況によって(ブロックごとに)常に変動し、 ETHで支払われます。ベースフィーは、トランザクションが有効に成立するために必要となり、 トランザクション処理中にバーンされ、流通から消滅します。

ロンドンのアップグレードで実装されたフィーのバーンに加えて、バリデータがオフラインになるとペナルティを課されます。さらに深刻なことに、ネットワークのセキュリティを脅かす特定のルールに違反した場合にはスラッシュされることがあります。 これらのペナルティにより、バリデータの残高からETHが減少し、他のどのアカウントにも直接報酬として支払われず、事実上は流通から消滅することになります。

デフレ時における平均ガス価格の計算

上述したように、特定の日に発行されるETHの量はステーキングされたETHの合計額によって決まります。 この記事の執筆時点では、1日あたり約1700ETHが発行されています。

指定された24時間内で、ETHの発行を完全に相殺するのに必要な平均ガス価格を決定するには、ブロック時間を12秒として、1日の総ブロック数を計算することから始めます。

• (1ブロック/12秒) * (60秒/分) = 5ブロック/分
• (5ブロック/分) * (60分/時間) = 300ブロック/時間
• (300ブロック/時間) * (24時間/日) = 7200ブロック/日

各ブロックは、15x10^6 gas/blockをターゲットとしています(ガスの詳細)。 1日あたりの合計ETH発行量が1700ETHであるとすると、発行を相殺するために必要な平均ガス価格(ガスあたりのgwei)は、次の計算式で求めることができます。

• 7200 blocks/day * 15x10^6 gas/block *Y gwei/gas* 1 ETH/ 10^9 gwei = 1700 ETH/day

Yを次のように求めます。

• Y = (1700(10^9))/(7200 * 15(10^6)) = (17x10^3)/(72 * 15) = 16 gwei(有効数字2桁に丸める)

上記の最終ステップを再構成するもう1つの方法は、1700を1日あたりのETH発行量を意味する変数Xに置き換え、残りは次のように単純化します。

• Y = (X(10^3)/(7200 * 15)) = X/108

これは、Xの関数として単純化することができます。

• f(X) = X/108: ここでXは、ETHの一日の発行量、そしてf(X)は、新しく発行されたすべてのETHを相殺するために必要なガス価格あたりのgweiを表しています。

したがって、例えばX(一日のETH発行量)がステークされた合計ETH量をもととして1800ETHになったとすると、f(X)(すべての発行量を相殺するために必要なgwei) は、17gweiとなります(有効数字2桁の場合) 。

さらに学びたい方へ

• マージ
• Ultrasound.money(opens in a new tab) - ETHの発行とバーンをリアルタイムで可視化したダッシュボードが利用可能
• Charting Ethereum Issuance(opens in a new tab) - Jim McDonald 2020