Économie des validateurs Solana : introduction

Introduction

L’une des principales propositions de valeur de Solana réside dans ses frais extrêmement faibles. Sur Solana, les frais se composent de frais de base et de frais de priorité. Actuellement, les frais de base sont fixés à 0,000005 SOL par signature, avec des frais de priorité facultatifs qui augmentent la probabilité d’inclusion d’une transaction dans un bloc donné.

Une question se pose naturellement : comment cette structure de frais peut-elle soutenir un ensemble de validateurs sans subventions externes ? Dans cet article, nous analysons l’économie des validateurs sur Solana pour les nœuds standards, non archivistiques. Bien que des outils utiles détaillant les bénéfices potentiels des validateurs aient vu le jour, ils omettent souvent d’expliquer ou de prendre en compte tous les coûts pertinents. Cet article vise à donner une vue d’ensemble de l’ensemble des validateurs de Solana plutôt qu’à analyser la structure de coûts d’un validateur spécifique. Certains validateurs peuvent participer à des accords supplémentaires hors protocole ou transférer leurs risques de manière non transparente.

Nous prenons également en compte les récompenses hors protocole auxquelles les validateurs peuvent choisir de participer. Par exemple, les validateurs qui exécutent le client Jito-Solana reçoivent des récompenses MEV supplémentaires. Nous n’examinons toutefois pas et ne tentons pas de quantifier les autres accords hors chaîne sur mesure susceptibles d’influencer la rentabilité d’un validateur, comme les marchés de flux d’ordres internalisés.

Coûts

La structure de dépenses principale d’un validateur comprend trois composantes :

• Matériel
• Exploitation (trafic entrant/sortant, vote sur la chaîne)
• Coût d’opportunité du capital et des ressources

Solana est depuis longtemps critiquée pour ses exigences matérielles extrêmement élevées pour les nœuds, qui entraveraient sa quête de décentralisation et de neutralité crédible. Nous cherchons à clarifier la structure de coûts réelle des validateurs sans porter de jugement normatif.

Matériel (coût fixe)

Le matériel constitue l’un des coûts les plus élevés pour un validateur. Il s’agit d’un coût fixe que celui-ci doit payer chaque mois ou amortir sur une période donnée s’il achète directement son matériel.

Une offre populaire, utilisée par ~14 % des validateurs Solana, est l’offre de serveurs bare metal de Latitude, proposée à partir de 350 $ par mois. Le c3 large de Latitude coûte entre 370 et 470 $ par mois selon la région, avec les caractéristiques suivantes (hors coûts de trafic sortant) :

Les validateurs doivent suivre les recommandations suivantes pour gérer leur matériel, comme indiqué sur le site de Solana :

Les coûts réels varient considérablement selon la région, entre autres facteurs, ce qui rend leur estimation difficile. Il est important de noter que la plupart des validateurs ne gèrent pas leur propre matériel et utilisent des serveurs bare metal dédiés, comme ceux de Latitude. La Solana Foundation a conclu des accords à long terme avec d’autres centres de données afin de garantir la disponibilité de baies et des contrats mensuels.

Exploitation (coût variable)

L’exploitation d’un validateur entraîne deux principaux coûts récurrents :

• Vote sur la chaîne (nécessaire pour participer au consensus)
• Bande passante des données (trafic entrant/sortant)

Vote sur la chaîne

Solana effectue les votes de consensus sur la chaîne, et ces transactions de vote entraînent les mêmes frais que toute autre transaction du réseau. Selon le prix du SOL, les frais associés aux transactions de vote peuvent devenir le principal coût d’exploitation d’un validateur. Lorsque le prix du SOL est élevé, il s’agit probablement de son coût le plus important. À chaque époque (432 000 slots), les validateurs doivent voter, et chaque transaction de vote coûte 0,000005 SOL (le vote est privilégié ; aucuns frais de priorité ne s’appliquent). Cela représente un total de ~2 à 3 SOL par époque. Une époque durant généralement 2 à 3 jours (le plus souvent près de 2 jours), le coût annuel des transactions de vote s’élève à ~300 à 350 SOL, soit ~1 SOL par jour.

Bande passante des données

La documentation de Solana recommande une vitesse minimale de téléchargement et d’envoi de 1 Go afin de maximiser le débit des données et de réduire le taux de slots manqués d’un validateur. La bande passante est souvent facturée comme un coût variable, mais les modalités précises dépendent du fournisseur d’accès à Internet.

Comme la plupart des fournisseurs, Latitude ne facture aucun coût marginal pour le trafic entrant. En revanche, le trafic sortant est facturé par To, à hauteur de 0,64 à 3,60 $ par To, selon la région.

À titre de comparaison, les coûts de trafic sortant d’AWS peuvent dépasser 70 $ par To, selon la zone et l’utilisation.

L’estimation du coût de la bande passante sortante dépend également du montant du stake. En effet, un poids de stake plus élevé signifie que le validateur est plus souvent leader de slot, ce qui entraîne davantage de données à propager (Turbine) et davantage de transactions à transmettre aux futurs leaders.

Coût d’opportunité du capital et des ressources

Si les frais de vote et la location de serveurs constituent une grande partie des dépenses d’un validateur, le coût d’opportunité du capital est rarement pris en compte. Par définition, lorsqu’un validateur participe au staking, il immobilise du capital afin de sécuriser le réseau. Il renonce ainsi à toute autre récompense, au sein ou en dehors de l’écosystème crypto. D’un point de vue strictement économique, les autres indicateurs pertinents à considérer comprennent le taux sans risque du dollar américain (~4 % au moment de la rédaction) et les APY de staking des autres réseaux crypto.

L’exploitation d’un validateur exige également du temps et des ressources. À mesure que son stake augmente, il devient particulièrement important de surveiller la disponibilité et le taux de slots manqués du validateur afin de garantir le maintien de ses performances. Ce processus est souvent chronophage et équivaut à un emploi à temps plein pour une ou plusieurs personnes, du moins pour les principaux membres actifs qui contribuent à l’écosystème.

Revenus

Les revenus d’un validateur proviennent de trois sources principales :

• Commission sur l’inflation
• Récompenses de bloc
• MEV

Commission sur l’inflation

La récompense perçue par un validateur correspond à sa commission sur l’inflation. Les validateurs qui participent au consensus reçoivent des récompenses (en SOL) afin d’encourager leur participation. Ces récompenses sont financées par l’inflation. Celle-ci augmente l’offre totale de tokens en circulation et attribue les tokens nouvellement émis aux validateurs.

Les validateurs reçoivent des récompenses à la fin de chaque époque Solana. Ces récompenses correspondent à une commission sur le taux d’inflation annuel, calculée selon plusieurs facteurs :

1. Taux d’inflation global : Solana définit une formule prédéterminée pour calculer le montant des récompenses inflationnistes par époque. Déterminé par le calendrier d’émission désinflationniste prédéfini de Solana, ce taux est essentiel pour encourager une participation précoce au réseau et garantir sa stabilité monétaire et sa sécurité.
2. Pourcentage de stake : la proportion du total de SOL en staking par rapport à l’offre en circulation influence directement les récompenses. Plus le stake est élevé, plus les récompenses potentielles le sont également.
3. Taux de commission : facturés par les clients de validation, ces frais font partie de leurs revenus en contrepartie de la maintenance du réseau. Ils correspondent à un pourcentage du total des récompenses d’inflation attribuées au validateur.
4. Participation du validateur : elle comprend la disponibilité et le pourcentage de slots pour lesquels le validateur a voté avec succès, ce qui influence ses revenus globaux.

Le mécanisme d’inflation de Solana est conçu pour diminuer au fil du temps. Il commence par un taux initial de 7 à 9 %, avec un taux de désinflation de -14 à -16 %, avant de se stabiliser à terme entre 1 et 2 %. Ce calendrier vise à équilibrer la croissance initiale du réseau et sa stabilité à long terme.

L’incidence de ces facteurs sur l’économie de Solana peut être simulée selon différents scénarios. Par exemple, en supposant un taux d’inflation initial de 8 %, un taux de désinflation de -15 % et un taux à long terme de 1,5 %, nous pouvons projeter l’émission de tokens dans le temps et estimer les rendements du staking selon les différents pourcentages du total de SOL en staking. Ces pourcentages se situent généralement entre 60 et 90 %, reflétant l’engagement de la communauté et les similitudes avec d’autres protocoles de preuve d’enjeu.

Ces projections ne tiennent toutefois pas compte de variables telles que la disponibilité des validateurs, les commissions, la limitation des rendements ou d’éventuels incidents de slashing. De plus, le pourcentage de SOL en staking est dynamique et dépend des incitations économiques définies par le calendrier d’inflation.

Le staking peut rapidement devenir un sujet complexe, mais il est essentiel de se rappeler que l’effet net de l’inflation et du régime de staking courant sur les réseaux PoS correspond à un transfert des non-participants vers les participants au staking. 

Le staking réduit le flottant (c’est-à-dire l’offre de tokens en circulation) en verrouillant les tokens dans le protocole. Poussée à son extrême logique, l’inflation exige une participation absolue. Cela encourage l’adoption de tokens de staking liquide (LST) pour favoriser la participation et l’efficacité du capital, qui devraient continuer à se développer sur Solana.

Les politiques monétaires inflationnistes ne sont pas intrinsèquement mauvaises. Elles visent plutôt à subventionner aujourd’hui la sécurité et à accorder du crédit à la demande future afin de compenser les coûts actuels. L’inflation peut être considérée comme la tentative du secteur crypto de décorréler la sécurité économique des cycles financiers, c’est-à-dire de la demande d’espace de bloc.

Récompenses de bloc

Les validateurs désignés comme leaders d’un bloc donné reçoivent des récompenses supplémentaires sous forme de récompenses de bloc. Celles-ci comprennent 50 % des frais de base et 50 % des frais de priorité (l’autre moitié est brûlée).

Les récents pics d’utilisation ont entraîné une augmentation des frais de priorité, dont la moitié revient au leader :

La communauté comprend bien que la structure de frais actuelle de Solana, dans laquelle 50 % des frais d’une transaction sont conservés par le leader (le validateur qui traite la transaction) et les 50 % restants sont détruits, n’est pas compatible avec les incitations. Dans ce système, un émetteur est incité à conclure un accord hors protocole avec le leader afin de payer les frais de priorité en dehors du réseau et d’éviter leur destruction.

Il est important de noter que la majeure partie des revenus d’un validateur provient de la commission sur l’inflation, et non des récompenses de bloc. Par conséquent, l’avantage financier que présentent actuellement ces accords parallèles reste relativement modeste.

L’utilisation des enchères Jito par les validateurs exécutant le client Jito-Solana constitue un exemple courant de cet arrangement. Cette approche modifie le processus continu de construction des blocs du protocole standard de Solana en organisant des enchères d’espace de bloc pendant la phase initiale des slots attribués aux validateurs.

MEV

La MEV, ou « valeur extractible maximale », désigne le bénéfice qu’un validateur peut réaliser grâce à sa capacité à inclure, exclure ou réordonner arbitrairement des transactions dans les blocs qu’il produit. Sur Solana, les validateurs désignés comme leaders contrôlent entièrement l’assemblage et l’ordonnancement des blocs, même si de nombreux validateurs exécutent aujourd’hui des forks non modifiés du client Solana Labs ou Jito-Solana. Les validateurs sont incités, par les frais de priorité, à inclure les transactions qui leur sont transmises via des RPC et d’autres validateurs. Ils ne sont toutefois soumis à aucune obligation stricte de les inclure.

Bien que l’écosystème de la MEV sur Solana évolue rapidement, de nombreuses externalités négatives de la MEV affectent l’ensemble de l’écosystème. 58 % de toute la capacité de calcul est gaspillée dans des arbitrages qui échouent :

Toutefois, lorsque le leader d’un bloc exécute le client Jito-Solana, la MEV peut être extraite plus efficacement. Les chercheurs peuvent envoyer des lots au leader pour inclusion dans le bloc via un mécanisme d’enchères hors chaîne. Cette enchère couvre généralement les 200 premières ms d’un slot donné :

Comme la concurrence repose sur le prix plutôt que sur la vitesse, une part plus importante de la valeur extractible doit être proposée lors de l’enchère de lots. Tous les pourboires du lot sont attribués au leader, puis reversés aux participants au staking.

Les validateurs peuvent également s’intégrer verticalement et extraire eux-mêmes la MEV en réordonnant les transactions et en exploitant les opportunités de MEV. Bien que peu d’éléments indiquent actuellement que cette pratique ait lieu à grande échelle, l’incitation à adopter ce comportement augmente à mesure que l’activité des particuliers se développe sur Solana.

L’écosystème de la MEV sur Solana évolue et gagne rapidement en maturité : plus de 2 millions de lots et 8 500 SOL ont transité par Jito au cours de la semaine écoulée :

L’écosystème de la MEV sur Solana reste relativement limité par rapport à Ethereum. Toutefois, à mesure que davantage de personnes utilisent Solana et que l’activité augmente, de nouvelles opportunités de MEV apparaîtront, ce qui accroîtra les revenus des validateurs.

Solana Foundation Delegation Program

Devenir validateur et participer au consensus s’effectue sans autorisation. Toutefois, en raison des coûts associés, la Solana Foundation a mis en place un programme appelé Solana Foundation Delegation Program (SFDP) afin de compenser une partie des coûts initiaux de validation.

Le programme de délégation fait actuellement l’objet de plusieurs modifications. Le programme révisé vise à fournir un soutien accru aux validateurs à leurs débuts, puis à le réduire progressivement à mesure qu’ils deviennent autonomes. Cette approche encourage les validateurs à attirer du stake externe et à maintenir des normes de performance élevées. En outre, le programme de délégation cherche à améliorer la décentralisation et privilégie les validateurs qui n’utilisent pas les offres les plus répandues, notamment celles de Latitude, AWS et Terraswitch.

Dans le cadre du nouveau système, la Solana Foundation couvrira les coûts de vote des validateurs pendant la première année, avec une réduction progressive : 100 % pendant les trois premiers mois, puis 75 %, 50 % et 25 % au cours des trimestres suivants, avant de prendre fin au bout de 12 mois. Ce soutien dégressif vise à aider les validateurs nouveaux ou de petite taille à couvrir leurs coûts initiaux, tout en les incitant à obtenir des niveaux de stake durables.

En outre, le SFDP double les stakes externes selon un ratio de 1:1, dans la limite de 100 000 SOL fournis par la Foundation. Cette politique renforce les décisions de staking prises par la communauté et incite les validateurs à interagir avec l’ensemble de la communauté Solana. Par exemple, un validateur disposant d’un stake externe de 10 000 SOL recevra un montant équivalent de la Foundation, ce qui doublera son stake total. Les validateurs possédant un stake externe important, par exemple 250 000 SOL, recevront le montant maximal de 100 000 SOL. Les critères de performance ont également été actualisés afin d’inclure des exigences minimales et un taux de slots manqués acceptable, calculé sur une période plus longue pour réduire la variance concernant les validateurs qui obtiennent moins de slots de leader au cours d’une époque.

Le SFDP attribuera également dans un premier temps un montant de base d’environ 40 000 SOL par participant, soit approximativement la quantité de SOL nécessaire pour atteindre le seuil de rentabilité, prélevé sur le stake restant de la Foundation après les abondements. Cette délégation de base est essentielle pour permettre aux validateurs de participer à la production de blocs. Au fil du temps, à mesure que davantage de stake sera abondé et qu’une plus grande partie du stake de la Foundation sera déposée dans des pools de staking, ce montant de base diminuera. La Foundation cherche également à renforcer l’écosystème du staking liquide en déposant du stake dans des pools de staking, ce qui favorise une orientation communautaire du réseau.

Ces changements apportés au SFDP, dont le déploiement est prévu fin janvier ou début février 2024, visent à améliorer la qualité et la fiabilité des validateurs du réseau Solana. Il est important de noter que la participation au SFDP n’est pas obligatoire pour exploiter un validateur sur Solana, puisque l’ensemble des validateurs reste sans autorisation. La majorité des validateurs « communautaires » performants ne disposent pas de stake délégué par la Foundation.

Considérations supplémentaires et conclusion

Jusqu’ici, cet article a présenté la structure actuelle des revenus et des coûts des validateurs sur Solana. Pour maintenir de bonnes performances, les validateurs doivent suivre les dernières évolutions techniques et mises à jour de Solana.

Voici quelques-unes des questions que les validateurs commencent aujourd’hui à examiner :

• La plupart des transactions actuellement effectuées sur la chaîne sont du spam. Que se passera-t-il si, ou lorsque, le planificateur deviendra déterministe et que l’assemblage des blocs gagnera en efficacité ?
• Le staking à long terme, dans lequel les participants ayant un horizon temporel plus long bénéficient d’APY plus élevés, est-il imminent ? Comment pourrait-il interagir avec leur profil de risque individuel ?
• Quels aspects de leurs activités, le cas échéant, changeront lorsque Solana mettra en œuvre le slashing programmatique ? Comment cela pourrait-il modifier non seulement leur comportement, mais aussi celui des autres validateurs ?
• Une fois Firedancer mis en œuvre, quel sera son impact sur leur économie ? Tous les validateurs exécuteront-ils le client Firedancer comme client principal, avec le client Labs/Jito en secours ? Un fork Jito-Firedancer verra-t-il le jour ?

Dans cet article, nous avons exploré certains des mécanismes fondamentaux qui sous-tendent l’économie centrale de Solana. Cette analyse reflète probablement la situation actuelle des validateurs, mais l’écosystème évolue rapidement. Les validateurs doivent prendre en compte les futures mises à niveau et leurs implications, notamment la planification déterministe, les incitations au staking à long terme, le slashing programmatique et l’introduction de nouveaux clients comme Firedancer.

Merci à Ben Hawkins (Solana Foundation) et à 7Layer (Overclock) pour leurs commentaires et leur relecture.