経済モデルについて話すとき、私たちは何について話しているのか？
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経済モデルについて話すとき、私たちは何について話しているのか？
経済モデルは、長期的な運用を目的としたブロックチェーンにおいて最も重要な設計であり、他に並ぶものはない。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察執筆：小猪 Web3
ビットコインのシャットダウン価格から考える
最近、Mt. Goxがビットコインの補償支払いを開始し、ドイツ政府が頻繁にビットコインを売却したことで、ビットコイン価格は一時5万4000ドルを割り込み（現在は6万ドル以上に回復）、一部のマイニングマシンの「シャットダウン価格」に達しました。
調査機関によると、ビットコイン価格が5万4000ドルになると、効率が23W/Tを超えるASICマイナーのみが利益を得られ、僅か5種類のマイニングマシンだけが辛うじて稼働を維持できます。これはつまり、ビットコイン価格がシャットダウン価格を下回った場合、リスク耐性の低い中小規模の鉱山業者が損失回避のために撤退を検討することを意味します。こうした鉱山業者が撤退する際、しばしば現金化のためにビットコインを売却し、同時にマイナーも値下げ販売を行うため、ビットコイン価格のさらなる下落を招くことがあります。この現象は「マイナー降伏（Miner Capitulation）」と呼ばれます。
いわゆるシャットダウン価格とは、要するにビットコインマイニングのコスト価格のことですが、このコスト価格はどのように計算されるのでしょうか？この疑問に答えるには、まずビットコインの経済モデルとPoWメカニズムを理解する必要があります。
ビットコインはあらかじめ2100万枚の総供給量がプログラムされており、約10分ごとに1ブロックが採掘され、そのブロックごとに一定数のビットコインが鉱山業者に報酬として与えられます。報酬量は当初1ブロックあたり50BTCで、その後21万ブロックごと（約4年ごと）に半減していきます。直近の半減期は2024年4月23日に発生し、ブロック高84万で報酬が1ブロックあたり3.125BTCに減少しました。ブロック報酬に加えて、鉱山業者はトランザクションの手数料も受け取ります。通常、1取引あたりの手数料は0.0001～0.0005BTC程度です。手数料は市場によって調整され、ビットコイン送金を利用するユーザーが多くなるほど鉱山業者の作業は忙しくなり、手数料が低すぎると取引は無視されます。
ビットコインネットワーク内で取引が発生すると、それらはメモリプール（mempool）に格納されます。その後、鉱山業者はメモリプールから一連の取引を選択し、新しいブロックを作成しようと試みます。そのためには、特定の数値（ナンス）を見つけてブロックデータと組み合わせ、ネットワークの難易度目標を満たすハッシュ値を生成しなければなりません。このプロセスが「マイニング」であり、条件を満たすハッシュ値を最初に計算した者が記帳権（＝マイニング成功）を得ます。難易度目標は動的値で、2016ブロックごと（約2週間ごと）に調整され、ビットコインの平均ブロック生成時間が約10分になるように維持されます。従って、ネットワーク全体のハッシュレートが大きくなるほど、難易度目標も高くなります。
前述のハッシュレートとは、ビットコインマイニングマシンのマイニング能力、すなわち1秒間に何回ハッシュ演算ができるかを示すものです。現在の単位は一般的にTH/s（1秒間に10^12回のハッシュ演算）で、ネットワーク全体のハッシュレートは約630EH/s（1秒間に6.3×10^20回）です。このため、1Tのハッシュレートが理論上1日あたり8×10^(-7)BTCを採掘できます。鉱山業者の支出は主にマイニングマシンの購入費やマイニング施設の運営管理費に加え、主に電気代です。例えばAntminer S19 Proの場合、定格ハッシュレートは110T、定格消費電力は3250Wです。これにより、1Tあたりの1日あたりの電力消費は0.709kWと推定できます。国や地域による電気料金の差は大きく、0.055ドル/kWhで計算すると、1BTCのコストは約5万ドルになります。以下の図はF2Poolのビットコインマイニングデータで、筆者の推定とほぼ一致しています。
以上の前提はすべてネットワーク全体のハッシュレートが630EH/sであるという状況に基づいています。しかし、「マイナー降伏」が発生すると、ネットワーク全体のハッシュレートが低下し、1BTCを採掘するコストもそれに応じて下がります。同様に、ビットコイン価格が上昇すれば鉱山業者にとって利益が出るようになり、ネットワーク全体のハッシュレートも上昇し、1BTCの採掘コストも上昇します。
したがって、ビットコインの「シャットダウン価格」というのは、実際には市場調整と鉱山業者の駆け引きの結果であり、それはすべてビットコインの簡潔かつ効果的な経済モデルに基づいているのです。
PoSにおける経済モデル
ビットコインを代表とするPoWパブリックチェーンの経済モデルでは、鉱山業者が最も重要な参加者ですが、PoSチェーン（例：イーサリアム、Solana）では鉱山業者の役割がありません。では、これらのチェーンの経済モデルはどのようなものでしょうか？
まず、PoSメカニズムとPoWメカニズムの最大の違いは、PoSでは合意形成・ブロック生成に参加するノードにアクセス制御があり、通常これはステーキング（Staking）によって実現されます。このメカニズムでは、ノードが一定量のプラットフォームトークンをステークすることで、ネットワーク合意への参加資格を得ます。また、プラットフォームはこれらのノードに対してブロック報酬としてプラットフォームトークンを配布し、ネットワークの安定性への貢献を奨励します。PoSにおいて、ステーキングを通じてネットワーク合意に参加するノードは通常「バリデータ（Validator）」と呼ばれます。
次に、プラットフォームトークンが無限に新規発行される場合（例：イーサリアム、Solana）、トークンのインフレーション問題も考慮する必要があります。新規発行は通常バリデータへのブロック報酬によって行われ、一方で消却（バーン）は取引手数料の形で流動性を回収する方法で行われます。例えばプロジェクト財団の国庫へ戻す、プロトコル内で燃やすなどです。新規発行と回収はバランスを保つ必要があり、短期的にはインフレまたはデフレを許容しても、長期的に継続的なインフレまたはデフレがあってはならず、経済の安定を維持する必要があります。
最後に、プラットフォームトークンの機能についてです。ビットコインが取引手数料にしか使えないのに対し、PoSのプラットフォームトークンはステーキング報酬という利子機能を持ちます。そのため、一部のプラットフォームでは委任ステーキング（Delegated Staking）の設計もあり、市場でのトークン流通量を減らし、経済の安定を守っています。よく言われる流動性ステーキング（Liquid Staking）は、多くの場合、第三者プロトコルがこの委任ステーキングを基に設計したもので、APRはステーキング報酬（およびMEV）から来ています。
イーサリアム
イーサリアムネットワークの初期供給量は7200万ETHで、うち6000万ETHは2014年7月～8月のクラウドセールで購入者に分配されました（平均価格は約0.3ドル）。残りの1200万ETHは2015年のネットワーク起動時に、半分が83人の早期貢献者に、もう半分がイーサリアム財団に配布されました。現在のイーサリアムネットワークの総供給量は約1.2億ETHです。
2022年9月、イーサリアムはPoWからPoSへ移行（The Merge）し、ビーコンチェーンを起動しました。イーサリアムのインフレ設計はこれを境に二つの段階に分けられます。PoS移行前は年間約484万ETHが新規発行され、インフレ率は約4%でした。PoS移行後は年間約301万ETHが新規発行され、インフレ率は約2.5%です。実際に、EIP-1559により各取引で一部のETHがネットワーク基本料として焼却される仕組みがあるため、PoS移行以降、大部分の時間でETHは通貨供給量が減少しており、平均的に1.4%のデフレ率となっています。
イーサリアムネットワークでは、ノードがビーコンチェーンのバリデータになるには32ETHをステークする必要があります。32ETH以上をステークしても、そのバリデータのネットワーク上での重みは増えません。ビーコンチェーンでは、1エポックに32スロットがあり、1スロットは約12秒で1ブロックが生成されます。イーサリアムはエポック単位で報酬を支給し、その額は基礎報酬から計算されます。基礎報酬とは、各エポックにおいて最適条件下でのバリデータ1人あたりの平均報酬を表しており、ブロック提案者は基礎報酬の1/8を受け取り、残りは投票者（他のバリデータの大多数と一致する投票を行った場合）と同期委員会の参加者に分配されます。報酬の分配はバリデータの有効残高およびアクティブバリデータの総数に関係しています。バリデータ報酬の詳細については、読者はイーサリアムのGasperコンセンサスを調べることをお勧めします。これはイーサリアムプロトコルの中で最も複雑な設計の一つです。
イーサリアムでは最低32ETHのステーキングが必要で、他のバリデータにETHを委任してステーキングすることはできず、ステーク解除されたETHには27時間のアンロック期間があります。これらのルールはステーキング参加者にとって一定の障壁となりました。そこで、ユーザーがより簡単にステーキングに参加できる環境を提供するために、市場には流動性ステーキング（Liquid Staking Token, LST）プロトコルが登場しました。その原理は、ETHをプールすることで32ETHの最低要件を回避し、各ユーザーが自らバリデータを運用する必要をなくすものです。ステーキングプールが操作を処理し、さらにユーザーにステーキング証明書を提供して他のDeFiアプリケーションに参加させ、資金利用率を高めます。
イーサリアムの流動性ステーキング分野で圧倒的なシェアを持つLidoが提供するstETHは、すでにイーサリアムLST市場の大半を占めています。Lidoは一般ユーザーが任意の数量のETHをステークできるようにし、ステーク後のETHはいつでもETHと交換可能なstETHに変換され、ネイティブステーキングの課題を解決しました。現在、イーサリアムネットワークでステークされているETHは3254万枚で、総供給量の27%を占めています。うちLidoは980万枚を提供しており、stETHはステーク済みETHの30%を占めています。
Solana
Solanaネットワークの初期供給量は5億SOLで、うち38%がコミュニティ準備基金、12.5%がチームメンバー、12.5%がSolana財団、残り37%が投資家に分配されました。現在のSolanaネットワークの総供給量は約5.8億SOL、流通量は4.6億SOL、流通率は約80%です。残りの20%のSOLは投資家とチームが保有しており、特に顕著なロック解除は2025年3月に約4500万枚が予定されています。
Solanaの初期インフレ率は8%で、年間15%ずつ減少し、長期的なインフレ率は1.5%です。
Solanaネットワークではバリデータの最低ステーキング額は設定されていませんが、バリデータの投票権と報酬はステーキング額に比例して分配されます。Solanaは委任ステーキング（delegate staking）をサポートしており、ユーザーは自身のSOLを既存のバリデータに委任することで報酬を共有できます。委任ステーキングとはSOLをバリデータに譲渡するわけではなく、SOLは依然としてユーザーのウォレット内に保管されるため、安全性は保持されます。現在1500のバリデータノードがあり、平均APRは約7%です。
バリデータは取引検証とブロック提案の作業を実行します。バリデータが正しく成功した投票を提出するたび（これ自体が取引であり、バリデータが手数料を支払う）ポイントを獲得します。ブロック提案には追加のポイントはなく、ブロック報酬はブロック内の取引手数料のみで構成され、そのうち50%がバリデータに報酬として支払われ、残り50%は破棄されます。ある期間中、バリデータはこれらのポイントを蓄積し、期間終了時に一定割合のSOL報酬と「交換」できます。ポイントから報酬への「交換」は株式加重計算により行われ、つまりバリデータが全ポイント合計に占める割合に応じてSOL報酬を受け取ります。
SolanaネットワークにおけるLSTの現状は、イーサリアムとは大きく異なります。Solanaでは流通中のSOLのうち80%以上がステークされており、イーサリアムの27%を大きく上回っています。しかし、LSTはステーク供給量のわずか6%に過ぎません（対照的にイーサリアムでは40%以上）。主な理由は、Solanaネットワークがネイティブに委任ステーキングをサポートしており、DeFiプロトコルエコシステムがまだ初期段階にあるため、Lidoやその同類がイーサリアムで解決しようとした問題がSolanaでは存在しないことです。JitoはSolanaネットワークにおけるLSTのリーダー的存在で、JitoはユーザーのSOLをMEV対応のバリデータノード（Jito-Solanaバリデータクライアント）に委任し、JitoSOLに変換します。ここで得られるMEV収益は追加収益としてステーキング参加者に分配されます。そのため、JitoプラットフォームのAPRは委任ステーキングよりも高く、現在7.92%に達しています。JitoSOLはステークされたSOLの3%を占めています。
まとめ
経済モデルは、長期的な運用を目的としたブロックチェーンにおいて最も重要な設計要素です。ビットコインを代表とするPoWパブリックチェーンのシンプルかつ効果的な経済モデルと比べ、イーサリアムやSolanaを代表とするPoSパブリックチェーンの経済モデルは通常非常に複雑です。ステーキングメカニズム、インセンティブメカニズム、インフレパラメータ、トークン機能などを考慮する必要があります。
新興パブリックチェーンの経済モデルを見ると、ほとんどがPoWではなくPoSコンセンサスメカニズムを採用しています。その理由は、PoSの方が省エネルギーであるだけでなく、より高いスループットと取引確認速度を持ち、より多くの取引を1秒間に処理できることにあります。性能はブロックチェーンが大規模に採用されるための基盤です。
同じコスト条件下でも、PoSはより高いセキュリティを持ち、攻撃を受けた場合の回復も容易です。バリデータは利害関係者であり、誠実なバリデータは報酬を受け、悪意のあるバリデータは罰せられます。ただし、最大の利害関係者が最も多くのリターンを得るため、富の集中問題も生じます。
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