ブロックチェーンの分散化にステーク配布がどのように影響するか？分析

Kernekoncepter

PoSブロックチェーンにおいて、ステーキングトークンの配布がコンセンサスの完全な分散化を妨げる課題を解析し、Square Root Stake Weight（SRSW）モデルを導入して分散化メトリクスを改善する。

Resumé

• PoSブロックチェーンにおける完全な分散化の挑戦は、数少ないバリデータ間で重要な重み集中が明らかにされた。
• SRSWモデルは、既存のステーキングトークンを活用しながらその重みを再定義し、分散化メトリクスを改善することが示された。
• シビル攻撃への抵抗力や報酬成長率など、SRSWモデルがブロックチェーンシステム全体の信頼性向上に寄与する可能性が示唆された。

I. INTRODUCTION

• ビットコインはピア・ツー・ピアシステムを導入し、信頼できる仲介者なしで運営されることから分散化を具現化した。
• 本研究では、PoSおよびDPoSシステムで特に重要なウェイト付きコンセンサス概念に焦点を当てている。

II. CONSENSUS MECHANISM FOUNDATIONS AND CLASSIFICATION

• ブロックチェーンはトランザクションブロックから成る台帳であり、合意形成メカニズムはこれらのブロック内容と順序について合意形成するプロセスを統括する。
• クラシカルBFTコンセンサス機構は許可制システム向けに最初に考案されたものであり、許可無制限環境ではSybil攻撃へ脆弱性が生じる。

III. CONSENSUS DECENTRALIZATION METRICS

• 分散化指標としてValidator Set Cardinality（m）、Gini Index（G）、Nakamoto Coefficient for Liveness（NL）、Nakamoto Coefficient for Safety（NS）などが導入された。
• これらのメトリクスは異なるブロックチェーン間で比較可能な分散化評価手段として効果的である。

IV. EMPIRICAL DATA ANALYSIS

• Aptos, Axelar, BNB, Celestia, Celo, Cosmos, Injective, Osmosis, Polygon, Sui の10つの主要ブロックチェーンに対する実証的分析結果が提示された。
• SRSWモデルはGini指数やNakamoto係数を改善し、より公平かつ安定したブロックチェーンシステム構築へ貢献している。

Statistik

スタッキングウエイト再校正：37.16％平均改善
Nakamoto係数：livenessおよびsafetyで101.04％および80.09％平均向上

Citater

Vigtigste indsigter udtrukket fra

How Does Stake Distribution Influence Consensus? Analyzing Blockchain Decentralization

by Shashank Mot... kl. arxiv.org 03-26-2024

https://arxiv.org/pdf/2312.13938.pdf

Dybere Forespørgsler

Question1

ブロックチェーントランザクショナルエコノミーモデルではどうすれば真の分散化と透明性を実現できますか？
ブロックチェーン技術におけるトランザクショナルエコノミーモデルにおいて、真の分散化と透明性を実現するためにはいくつかの重要な手法やアプローチが考えられます。まず第一に、ステーキングウエイト集中問題を解決し、均等な影響力を持つようなメカニズムを導入することが重要です。これはSRSW（Square Root Stake Weight）関数のような新しいアプローチや他の加重されたコンセンサスメカニズムが採用されることで達成されます。
さらに、Sybil攻撃対策や不正行為への耐性強化も必須です。このため、高いSybilコスト設定やKYC準拠などの手法が有効であり、個々の参加者またはバリデーター間で信頼性と認識度を向上させることが求められます。
最後に、報酬機能やブロック生成時の多様性促進も重要です。報酬制度を公平かつ効果的に設計し、異なるバリデーター間で報酬配分を均等化することで利益相反や中央集権化リスクを軽減します。同時に、異種バリデーターから提案されたブロック生成方法はMEVリスク低減だけでなくセキュリティ向上に貢献します。

Question2

ステーキングウエイト集中問題への他の解決策や代替案はありますか？
ステーキングウエイト集中問題へ取り組む際に考えられる他の解決策や代替案も存在します。例えば、「Proof of Personhood」（人格証明）方式導入や地理的位置情報制限付与、「Know Your Customer」（KYC）規則遵守強化などが挙げられます。これらはSybil攻撃対策及び不正行為防止目的でも活用可能です。
また、「Reward Sharing Schemes for Stake Pools」（Stake Pool向け報酬共有方式）、あるいは「Virtual Stake Based on Validator Performance」（パフォーマンス評価基準付き仮想質押し）導入も考慮されています。これらは協力して競争しつつ合意形成能力強化・安全保障増大目指す点でも有益です。
ただし注意すべき点として、「Nothing-at-Stake Problem」と呼ばれる新たなセキュリティ脆弱性発生可能性等あるため十分検証・改善作業必要です。

Question3

ブロック生成時の多様性向上が将来的MEVリスク低減・セキュリティ向上 どう貢献しますか？
ブロック生成時多様性促進施策導入する場合将来的MEV（Miner Extractable Value：マイナー抽出価値） リスク低減及び セキュリティレベル 向上面積 貴重役割果たす見込みあり。
具体的事例示唆した通り, 異種バライダ―から提供 提案 バライダ― 配布 時期 多元 化 均衡 影響 可能. MEV リ ス ク 対処 並 表示 抑制 効果 強調.
同じく, 分散型 コンセンサ ス 方式 採用 安全 性 向 上 請求 入札 方 法 将来 的 研究 念頭 判断.
以上述内容, 新戦略 専門家 模索 中心 支援 相応 解析 高水準 成功確率 示唆.