Solanaバリデータの経済性：入門

はじめに

Solanaの主な価値提案の1つは、手数料が極めて低いことです。Solanaの手数料は、基本手数料と優先手数料で構成されます。現在、基本手数料は署名あたり0.000005 SOLに設定されており、任意の優先手数料を追加すると、特定のブロックにトランザクションが含まれる可能性が高まります。

当然、この手数料体系で外部補助金なしにバリデータセットを維持できるのかという疑問が生じます。本稿では、標準的な非アーカイブノードを対象に、Solana上のバリデータの経済性を詳しく見ていきます。バリデータの潜在的な利益を詳しく示す便利なツールも登場していますが、関連するすべてのコストを説明または考慮できていないことが少なくありません。この記事では、特定のバリデータのコスト構造を分析するのではなく、Solanaのバリデータセットを包括的に捉えることを目的としています。個々のバリデータは、プロトコル外の追加契約に参加していたり、不透明な方法でリスクを移転していたりする可能性があります。

また、バリデータが任意で参加できるプロトコル外報酬も考慮します。たとえば、Jito-Solanaクライアントを実行するバリデータは、追加のMEV報酬を受け取ります。ただし、内部化されたオーダーフロー市場など、バリデータの収益性に影響し得る個別のオフチェーン契約については、考慮も定量化も行いません。

コスト

バリデータの主な費用構造は、次の3要素で構成されます。

• ハードウェア
• 運用（イングレス／エグレス、オンチェーン投票）
• 資本とリソースの機会費用

Solanaは以前から、ノード要件が極めて高く、分散化と信頼できる中立性の実現を妨げていると批判されてきました。本稿では、規範的な見解を示すことなく、バリデータの実際のコスト構造を明らかにします。

ハードウェア（固定費）

バリデータにとって最も高額なコストの1つがハードウェアです。これは、毎月支払うか、市販のハードウェアを購入した場合は一定期間にわたって償却する必要がある固定費です。

Solanaバリデータの~14%が利用している人気のサービスの1つが、月額$350から利用できるLatitudeのベアメタルサービスです。Latitudeのc3 largeは地域によって月額$370～$470で、以下の仕様を備えています（データエグレスコストを除く）。

バリデータは、SolanaのWebサイトに記載されている以下のガイドラインに従ってハードウェアを管理する必要があります。

実際のコストは地域をはじめとするさまざまな要因によって大きく異なるため、見積もるのは困難です。大半のバリデータは自前のハードウェアを管理せず、Latitudeのような専用ベアメタルサーバーを利用している点が重要です。Solana Foundationは、ラックの確実な確保と月単位の契約を目的に、ほかのデータセンターと長期契約を締結しています。

運用（変動費）

バリデータの運用では、主に次の2つの継続的なコストが発生します。

• オンチェーン投票（コンセンサスへの参加に必須）
• データ帯域幅（イングレス／エグレス）

オンチェーン投票

Solanaではコンセンサスのための投票をオンチェーンで実施し、これらの投票トランザクションにはネットワーク上のほかのトランザクションと同じ手数料が発生します。SOLの価格によっては、投票トランザクションに伴う手数料がバリデータの主な運用コストになる可能性があります。SOL価格が高い場合、これがバリデータにとって最大のコストになる可能性が高いです。各エポック（432,000スロット）でバリデータは投票する必要があり、各投票トランザクションの料金は0.000005 SOLです（投票は優遇されており、関連する優先手数料はありません）。合計すると、各エポックで~2～3 SOLになります。通常、1エポックは2～3日間（一般的には2日間に近い）であるため、投票トランザクションの年間コストは~300～350 SOL、1日あたりでは~1 SOLです。

データ帯域幅

Solanaのドキュメントでは、データスループットを最大化し、バリデータのスキップ率を最小化するために、最低1GBのダウンロード／アップロード速度を推奨しています。帯域幅は変動費として課金されることが多いものの、詳細は利用するインターネットサービスプロバイダーによって異なります。

多くのプロバイダーと同様に、Latitudeは追加のイングレスコストを請求しません。一方、エグレスについては、地域に応じてTBあたり$0.64～$3.60程度を請求します。

比較すると、AWSのエグレスコストは、地域と使用量によってTBあたり$70を超える場合があります。

エグレスのデータ帯域幅コストの見積もりは、ステーク量にも左右されます。 ステークの重みが大きいほどスロットリーダーになる頻度が高まり、伝播するデータ（Turbine）や将来のリーダーへ転送するトランザクションが増えるためです。

資本とリソースの機会費用

バリデータの支出の多くは投票コストとサーバーレンタル料ですが、通常は考慮されないコストとして資本の機会費用があります。ステーキングでは、バリデータは定義上、ネットワークを保護するために資本をロックします。その結果、暗号資産エコシステムの内外にあるほかの報酬を得る機会を放棄します。純粋に経済的な観点では、米ドルのリスクフリーレート（執筆時点で~4%）や、ほかの暗号資産ネットワークのステーキングAPYも考慮すべき指標です。

さらに、バリデータの運用には時間とリソースが必要です。特にステークが増えるにつれ、性能を維持できるよう、バリデータの稼働時間とスキップ率を監視することが重要になります。これは多くの場合、時間のかかる作業です。少なくともエコシステムに貢献し、積極的に発言する中核メンバーにとっては、1人または複数人がフルタイムで取り組む仕事に相当します。

収益

バリデータの収益は、主に次の3つから構成されます。

• インフレ手数料
• ブロック報酬
• MEV

インフレ手数料

バリデータが受け取る報酬は、インフレに対する手数料です。コンセンサスに参加するバリデータは、参加を促すためにSOL建ての報酬を受け取ります。これらの報酬はインフレによって支払われます。インフレによってトークンの総供給量が増加し、新たに発行されたトークンがバリデータに付与されます。

バリデータは、Solanaの各エポック終了時に報酬を受け取ります。これらの報酬は年間インフレ率に対する手数料であり、次の複数の要因に基づいて計算されます。

1. 全体のインフレ率：Solanaでは、エポックごとのインフレ報酬額を計算するための所定の式が定義されています。Solanaがあらかじめ設定したディスインフレ型の発行スケジュールによって決まるこの比率は、ネットワークへの早期参加を促し、通貨の安定性とセキュリティを確保するうえで重要です。
2. ステーク比率：流通供給量に対してステーキングされているSOLの割合は、報酬に直接影響します。ステークが多いほど、得られる可能性のある報酬も増えます。
3. 手数料率：バリデータクライアントが課すこの手数料は、ネットワークを維持する対価として得る収益の一部です。各バリデータに割り当てられるインフレ報酬総額の一定割合として徴収されます。
4. バリデータの参加状況：これには稼働時間と、バリデータが正常に投票したスロットの割合が含まれ、総収益に影響します。

Solanaのインフレメカニズムは、当初の7～9%から時間とともに低下するよう設計されており、ディスインフレ率は-14～-16%、最終的には長期的な1～2%の水準で安定します。このスケジュールは、ネットワーク初期の成長と長期的な安定性のバランスを取ることを目的としています。

これらの要因がSolana経済に与える影響は、さまざまなシナリオでシミュレーションできます。たとえば、初期インフレ率を8%、ディスインフレ率を-15%、長期的な比率を1.5%と仮定すると、時間の経過に伴うトークン発行量を予測し、ステーキングされるSOL総量の比率ごとにステーキング利回りを見積もれます。一般にステーキング比率は60～90%であり、コミュニティの参加度や、ほかのProof-of-Stakeプロトコルとの類似性を反映しています。

ただし、これらの予測では、バリデータの稼働時間、手数料、利回りの抑制、スラッシングが発生する可能性などの変数は考慮されていません。また、ステーキングされるSOLの割合は動的であり、インフレスケジュールが設定する経済的インセンティブの影響を受けます。

ステーキングはすぐに複雑な話題になり得ますが、インフレとPoSネットワークで一般的なステーキング制度の純効果は、非ステーカーからステーカーへの移転であることを覚えておくことが重要です。 

ステーキングは、トークンをプロトコルにロックすることでフロート（すなわち市場に流通するトークン供給量）を減少させます。論理的な極限では、インフレは全員の参加を必要とします。これにより、参加と資本効率を高めるリキッドステーキングトークン（LST）の利用が促され、Solanaでさらに普及すると予想されます。

インフレ型の金融政策は、本質的に悪いものではありません。むしろ、現在のセキュリティを補助し、現在のコストを相殺するために将来の需要に対して信用を供与することを目的としています。インフレは、経済的セキュリティと金融サイクル（ブロックスペースの需要）の相関を切り離そうとする、暗号資産版の試みと捉えられます。

ブロック報酬

特定のブロックのリーダーに割り当てられたバリデータは、ブロック報酬という追加報酬を受け取ります。このブロック報酬は、基本手数料の50%と優先手数料の50%で構成されます（残りの半分はバーンされます）。

最近の利用急増によって優先手数料が増加しており、その半分はリーダーに支払われます。

トランザクション手数料の50%をリーダー（トランザクションを処理するバリデータ）が受け取り、残りの50%を消却するSolanaの現在の手数料体系は、インセンティブ整合的ではないとコミュニティで広く認識されています。この仕組みでは、送信者には、バーンを回避するためにリーダーとプロトコル外の契約を結び、ネットワーク外で優先手数料を支払う動機が生じます。

バリデータの収益の大部分はブロック報酬ではなく、インフレ手数料から得られる点が重要です。したがって、現時点でこのようなサイドディールに参加する経済的メリットは比較的小さいです。

このような取り決めの代表例が、Jito-Solanaクライアントを実行するバリデータによるJitoオークションの利用です。このアプローチでは、割り当てられたスロットの初期段階にブロックスペースオークションを実施することで、Solanaの標準プロトコルにおける継続的なブロック構築プロセスを変更します。

MEV

MEV（「Maximal Extractable Value」）とは、バリデータが生成するブロック内でトランザクションを任意に追加、除外、並べ替えできる能力によって得られる利益を指します。Solanaでは、リーダーに割り当てられたバリデータがブロックのパッキングとスケジューリングを完全に制御します（ただし現在、多くのバリデータはSolana LabsまたはJito-Solanaクライアントの未変更フォークを実行しています）。バリデータには、RPCやほかのバリデータから中継されたトランザクションを、優先手数料と引き換えにブロックへ含めるインセンティブがあります。しかし、バリデータがそれらのトランザクションを含めなければならないという厳格な要件はありません。

SolanaにおけるMEVの状況は急速に変化していますが、MEVの多くの負の外部性がより広範なエコシステムに影響を与えています。全コンピュートの58%が、失敗したアービトラージによって浪費されています。

一方、ブロックのリーダーがJito-Solanaクライアントを実行している場合、MEVをより効率的に抽出できます。サーチャーは、オフチェーンのオークションメカニズムを通じて、ブロックに含めるバンドルをリーダーへ送信できます。このオークションは通常、特定のスロットの最初の200msを対象とします。

競争が速度ではなく価格に基づくため、抽出可能価値のより大きな割合をバンドルオークションで提示する必要があります。バンドルから得られるすべてのチップはリーダーに割り当てられ、ステーカーに分配されます。

バリデータは垂直統合を行い、トランザクションを並べ替えて自らMEV機会を獲得することもできます。現時点でこれが大規模に行われている証拠はほとんどありませんが、Solanaで個人ユーザーの活動が増えるにつれて、この行動へのインセンティブも高まっています。

SolanaのMEV環境は急速に変化し、成熟しつつあります。過去1週間で200万件を超えるバンドルと8,500 SOLがJitoを通過しました。

SolanaのMEV環境は、Ethereumと比べて比較的小規模です。しかし、Solanaを利用する人が増え、活動が活発になるにつれて、MEVの機会も増え、バリデータの収益拡大につながります。

Solana Foundation Delegation Program

バリデータになってコンセンサスへ参加する仕組みは、パーミッションレスです。しかし、関連コストが発生するため、Solana Foundationは初期の検証コストの一部を相殺する支援策として、Solana Foundation Delegation Program（SFDP）というプログラムを設けています。

委任プログラムは現在、いくつかの変更が進められています。改定後のプログラムでは、初期段階のバリデータにより手厚い支援を提供し、自立するにつれて支援を段階的に減らすことを目指しています。このアプローチにより、バリデータが外部ステークを獲得し、高いパフォーマンス基準を維持することを促します。また、委任プログラムは分散化の向上を目指し、Latitude、AWS、Terraswitchなどの広く利用されているサービス上で稼働していないバリデータを優先します。

新しい仕組みでは、Solana Foundationが最初の1年間、バリデータの投票コストを負担します。最初の3か月は100%、以降の四半期では75%、50%、25%と段階的に減額し、12か月後に終了します。この逓減型の支援は、新規または小規模なバリデータの初期コストを支援しつつ、持続可能なステーク水準の確保を促すことを目的としています。

さらにSFDPでは、外部ステークに対して1:1の比率で、Foundationから最大100,000 SOLまでマッチングします。この方針は、コミュニティ主導のステーキング判断を強化し、バリデータがより広範なSolanaコミュニティと関わるよう促します。たとえば、外部ステークが10,000 SOLあるバリデータは、Foundationから同額のマッチングを受け、総ステークが倍増します。外部ステークが250,000 SOLのように多額の場合は、上限の100,000 SOLがマッチングされます。パフォーマンス基準も更新され、基本要件と許容可能なスキップ率が追加されました。スキップ率は、1エポック内のリーダースロットが少ないバリデータのばらつきを抑えるため、より長い期間で計算されます。

SFDPは当初、参加者1人あたり約40,000 SOL（すなわち、概ね損益分岐点に達するために必要なSOL量）を、マッチング後に残るFoundationのステークから基本額として割り当てます。この基本委任は、バリデータがブロック生成に参加するために不可欠です。時間の経過とともに、マッチングされるステークが増え、より多くのFoundationのステークがステークプールへ預け入れられると、この基本額は減少します。Foundationはステークプールへのステーク預け入れを通じてリキッドステーキングのエコシステム強化にも注力し、コミュニティ志向のネットワークを支援しています。

2024年1月下旬または2月上旬の導入を目指すこれらのSFDPの変更は、Solanaネットワーク内のバリデータの品質と信頼性を向上させることを目的としています。バリデータセットは引き続きパーミッションレスであるため、Solana上でバリデータを運用するうえでSFDPへの参加は必須ではない点が重要です。成功している「コミュニティ」バリデータの大半は、Foundationから委任されたステークを保有していません。

その他の考慮事項とまとめ

ここまで、現状のSolanaにおけるバリデータの収益とコストの構造を説明してきました。高いパフォーマンスを発揮するバリデータは、Solanaの最新の技術開発とアップデートに対応し続ける必要があります。

現在、バリデータが検討し始めている事項をいくつか挙げます。

• 現在、オンチェーン上のトランザクションの大半はスパムです。スケジューラが決定論的になり、ブロックのパッキングがより効率化された場合、何が起こるでしょうか。
• 長期の時間軸を持つステーカーほど高いAPYを得られる長期ステーキングは実現するのでしょうか。また、それぞれのリスク特性とどのように相互作用するでしょうか。
• Solanaがプログラムによるスラッシングを実装した場合、バリデータ運用のどの側面が変化するのでしょうか。この変更は、当該バリデータだけでなく、ほかのバリデータの行動をどのように変えるでしょうか。
• Firedancerが実装されると、バリデータの経済性にどのような影響があるでしょうか。すべてのバリデータがFiredancerクライアントをプライマリクライアントとして実行し、Labs／Jitoクライアントをバックアップとして使用するのでしょうか。Jito-Firedancerフォークは登場するのでしょうか。

本稿では、Solanaの中核的な経済性を支える基本メカニズムの一部を見てきました。これは現時点のバリデータの状況を反映していると考えられますが、環境は急速に変化しています。バリデータは、決定論的スケジューリング、長期ステーキングのインセンティブ、プログラムによるスラッシング、Firedancerのような新しいクライアントの導入など、将来のアップグレードとその影響を検討する必要があります。

フィードバックとレビューを提供してくださったBen Hawkins（Solana Foundation）と7Layer（Overclock）に感謝します。