イーサリアム（ETH）のステーキングで得られる報酬計算法
はじめに
イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）を構築するためのプラットフォームとして広く知られていますが、そのセキュリティと効率性を維持するために、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）というコンセンサスアルゴリズムを採用しています。PoSでは、ネットワークの検証者（バリデーター）は、ETHをステーキング（預け入れ）することで、ブロックの生成とトランザクションの検証に参加します。このプロセスへの貢献に対して、バリデーターは報酬としてETHを受け取ることができます。本稿では、イーサリアムのステーキング報酬の計算方法について、詳細に解説します。
プルーフ・オブ・ステーク（PoS）の概要
従来のプルーフ・オブ・ワーク（PoW）とは異なり、PoSは計算能力ではなく、ETHの保有量に基づいてバリデーターを選出します。バリデーターになるためには、32 ETHをステーキングする必要があります。この32 ETHは、ネットワークのセキュリティを脅かす不正行為を防止するための担保として機能します。不正行為が発覚した場合、ステーキングされたETHは没収されます（スラッシング）。
PoSの主な利点は、エネルギー効率の高さと、ネットワークのセキュリティ強化です。PoWのように膨大な計算資源を必要としないため、環境負荷が低減され、また、攻撃者がネットワークを支配するためには、ネットワーク全体のETHの過半数を保有する必要があるため、攻撃が困難になります。
ステーキング報酬の構成要素
イーサリアムのステーキング報酬は、主に以下の2つの要素で構成されます。
- ブロック報酬：バリデーターがブロックを生成し、トランザクションを検証したことに対する報酬です。
- トランザクション手数料：ブロックに含まれるトランザクションの手数料です。
これらの報酬は、バリデーターのステーキング量に応じて比例配分されます。つまり、より多くのETHをステーキングしているバリデーターほど、より多くの報酬を得ることができます。
ブロック報酬の計算方法
ブロック報酬は、イーサリアムのプロトコルによって定められた固定値と、発行されるETHの総供給量に基づいて変動する部分で構成されます。The Mergeと呼ばれるイーサリアムのPoSへの移行後、ブロック報酬は大幅に減少しました。これは、PoW時代と比較して、PoSの方がエネルギー効率が高く、新しいETHの発行量を抑制する必要があるためです。
現在のブロック報酬の計算式は以下の通りです。
ブロック報酬 = baseReward + (transactionFee * (1 - feeBurnRatio))
ここで、
- baseReward：基本報酬。これは、プロトコルによって定められた固定値です。
- transactionFee：トランザクション手数料。ブロックに含まれるトランザクションの手数料の合計です。
- feeBurnRatio：手数料焼却率。トランザクション手数料の一部が焼却される割合です。EIP-1559によって導入されました。
基本報酬は、イーサリアムのアップデートによって変更される可能性があります。トランザクション手数料は、ネットワークの混雑状況によって変動します。手数料焼却率は、EIP-1559によって動的に調整されます。
トランザクション手数料の計算方法
トランザクション手数料は、トランザクションの複雑さと、ネットワークの混雑状況によって変動します。ユーザーは、トランザクションを送信する際に、ガス代（gas price）とガスリミット（gas limit）を指定する必要があります。
- ガス代：1単位のガスを支払うETHの価格です。ネットワークが混雑しているほど、ガス代は高くなります。
- ガスリミット：トランザクションの実行に必要なガスの最大量です。トランザクションが複雑であるほど、ガスリミットは高くなります。
トランザクション手数料は、以下の式で計算されます。
トランザクション手数料 = ガス代 * ガス使用量
ここで、
- ガス使用量：トランザクションの実行に使用されたガスの量です。
バリデーターは、ブロックに含まれるトランザクションの手数料を報酬として受け取ります。トランザクション手数料は、ネットワークの混雑状況によって大きく変動するため、ステーキング報酬の変動要因となります。
ステーキング報酬の分配方法
ステーキング報酬は、バリデーターに直接分配されるわけではありません。報酬は、まず、バリデーターのステーキングされたETHに加算されます。その後、バリデーターは、報酬をETHとして引き出すことができます。
ただし、報酬を引き出すためには、32 ETHのステーキングを解除する必要があります。ステーキングを解除するには、数日から数週間かかる場合があります。これは、ネットワークのセキュリティを維持するために、ステーキングの解除プロセスに遅延を設けているためです。
ステーキングサービスを利用する場合
32 ETHを保有していない場合でも、ステーキングサービスを利用することで、イーサリアムのステーキングに参加することができます。ステーキングサービスは、ユーザーからETHを預かり、代わりにステーキングを行います。ユーザーは、ステーキング報酬の一部をサービス手数料として支払う必要があります。
ステーキングサービスには、以下の種類があります。
- カストディアルサービス：ユーザーのETHをサービスプロバイダーが管理します。
- ノンカストディアルサービス：ユーザーが自分のETHを管理します。
カストディアルサービスは、利便性が高いですが、セキュリティリスクがあります。ノンカストディアルサービスは、セキュリティが高いですが、利便性が低い場合があります。
スラッシング（Slashing）について
スラッシングとは、バリデーターが不正行為を行った場合に、ステーキングされたETHの一部が没収されることです。不正行為には、以下のようなものが含まれます。
- 二重署名：同じブロックに対して複数の署名を行うこと。
- オフライン：長期間オフラインになること。
- 不正なブロック提案：不正なブロックを提案すること。
スラッシングは、ネットワークのセキュリティを維持するために重要なメカニズムです。バリデーターは、不正行為をしないように、常に注意する必要があります。
ステーキング報酬に影響を与える要因
イーサリアムのステーキング報酬は、以下の要因によって影響を受けます。
- ステーキング量：より多くのETHをステーキングしているバリデーターほど、より多くの報酬を得ることができます。
- ネットワークの混雑状況：ネットワークが混雑しているほど、トランザクション手数料が高くなり、ステーキング報酬が増加します。
- ETHの価格：ETHの価格が上昇すると、ステーキング報酬の価値も上昇します。
- イーサリアムのアップデート：イーサリアムのアップデートによって、ステーキング報酬の計算方法が変更される可能性があります。
ステーキング報酬のシミュレーション
ステーキング報酬をシミュレーションするためのツールがいくつか存在します。これらのツールを使用することで、ステーキング量、ETHの価格、ネットワークの混雑状況などの条件に基づいて、予想されるステーキング報酬を計算することができます。
ただし、これらのシミュレーションはあくまでも予測であり、実際のステーキング報酬とは異なる場合があります。ステーキング報酬は、様々な要因によって変動するため、注意が必要です。
まとめ
イーサリアムのステーキングは、ネットワークのセキュリティに貢献しながら、ETHを増やすことができる魅力的な方法です。ステーキング報酬は、ブロック報酬とトランザクション手数料で構成され、ステーキング量、ネットワークの混雑状況、ETHの価格などの要因によって影響を受けます。ステーキングサービスを利用することで、32 ETHを保有していない場合でも、ステーキングに参加することができます。スラッシングのリスクを理解し、ステーキング報酬の変動要因を考慮した上で、慎重にステーキングに参加することが重要です。
今後もイーサリアムのプロトコルは進化していくため、ステーキング報酬の計算方法も変更される可能性があります。最新の情報を常に確認し、最適なステーキング戦略を立てることが重要です。
