Economia dos validadores da Solana: uma introdução

Introdução

Uma das principais propostas de valor da Solana são suas taxas extremamente baixas. As taxas na Solana consistem em uma taxa-base e uma taxa de prioridade. Atualmente, a taxa-base é definida em 0,000005 SOL por assinatura, com uma taxa de prioridade opcional que aumenta a probabilidade de inclusão da transação em um determinado bloco.

Surge naturalmente a questão de como essa estrutura de taxas pode sustentar um conjunto de validadores sem subsídios externos. Neste artigo, detalhamos a economia dos validadores na Solana para nós padrão que não são de arquivamento. Embora tenham surgido ferramentas úteis que detalham o lucro potencial dos validadores, elas muitas vezes não explicam nem consideram todos os custos relevantes. Este artigo busca oferecer uma visão global do conjunto de validadores da Solana, em vez de analisar as estruturas de custos de um validador específico. Alguns validadores podem participar de acordos adicionais fora do protocolo ou transferir riscos de maneira não transparente.

Também consideramos recompensas fora do protocolo às quais os validadores podem aderir. Por exemplo, validadores que executam o cliente Jito-Solana recebem recompensas adicionais de MEV. No entanto, não consideramos nem tentamos quantificar outros acordos personalizados off-chain que possam afetar a rentabilidade de um validador, como mercados de fluxo de ordens internalizado.

Custos

A principal estrutura de despesas de um validador consiste em três componentes:

• Hardware
• Operações (entrada/saída de dados, votação on-chain)
• Custo de oportunidade de capital e recursos

Há muito tempo, a Solana é criticada por ter requisitos de nós extremamente altos, o que prejudica sua busca por descentralização e neutralidade confiável. Nosso objetivo é esclarecer a estrutura real de custos dos validadores sem apresentar um ponto de vista normativo.

Hardware (custo fixo)

Um dos maiores custos de um validador é o hardware — um custo fixo que precisa ser pago mensalmente ou amortizado ao longo do tempo quando o equipamento é comprado diretamente.

Uma opção popular usada por ~14% dos validadores da Solana é a oferta de bare metal da Latitude, que começa em US$ 350 por mês. O c3 large da Latitude custa entre US$ 370 e US$ 470 por mês, dependendo da região, com as seguintes especificações (sem incluir os custos de saída de dados):

Os validadores devem seguir as diretrizes abaixo para gerenciar seu hardware, conforme descrito no site da Solana:

Os custos reais variam muito conforme a região, entre outros fatores, o que dificulta sua estimativa. É importante observar que a maioria dos validadores não gerencia o próprio hardware e utiliza servidores bare metal dedicados, como os da Latitude. A Solana Foundation firmou acordos de longo prazo com outros data centers para garantir disponibilidade de racks e contratos mensais.

Operações (custo variável)

Os validadores têm dois principais custos recorrentes ao operar um validador:

• Votação on-chain (necessária para participar do consenso)
• Largura de banda de dados (entrada/saída)

Votação on-chain

A Solana realiza a votação de consenso on-chain, e essas transações de voto incorrem nas mesmas taxas que qualquer outra transação na rede. Dependendo do preço do SOL, as taxas associadas às transações de voto podem se tornar o principal custo operacional de um validador. Com o preço do SOL elevado, esse provavelmente será o maior custo de um validador. Em cada época (432.000 slots), os validadores precisam votar, e cada transação de voto custa 0,000005 SOL (a votação é privilegiada e não há taxa de prioridade associada). Isso totaliza ~2–3 SOL por época. Como uma época normalmente dura de 2 a 3 dias (em geral, mais perto de 2 dias), o custo anual das transações de voto é de ~300–350 SOL, o equivalente a ~1 SOL por dia.

Largura de banda de dados

A documentação da Solana recomenda uma velocidade mínima de download/upload de 1 GB para maximizar a vazão de dados e minimizar a taxa de slots ignorados por um validador. A largura de banda costuma ser cobrada como custo variável, mas os detalhes dependem do provedor de internet.

Como a maioria dos provedores, a Latitude não cobra nenhum custo marginal pela entrada de dados. Em vez disso, cobra por TB de saída de dados, na faixa de US$ 0,64 a US$ 3,60 por TB, dependendo da região.

Em comparação, os custos de saída de dados da AWS podem ultrapassar US$ 70 por TB, dependendo da região e do uso.

A estimativa do custo da largura de banda de saída de dados também depende da quantidade em staking. Isso ocorre porque um peso maior de staking significa ser líder de slot com mais frequência, o que resulta em mais dados para propagar (Turbine) e mais transações para encaminhar aos próximos líderes.

Custo de oportunidade de capital e recursos

Embora grande parte da taxa de consumo de caixa de um validador seja composta pelos custos de votação e aluguel de servidores, um custo que normalmente não é considerado é o custo de oportunidade do capital. Ao fazer staking, um validador está, por definição, bloqueando capital para proteger a rede. Com isso, abre mão de quaisquer outras recompensas, dentro ou fora do ecossistema de criptoativos. Sob uma perspectiva puramente econômica, outras métricas relevantes incluem a taxa livre de risco do dólar americano (~4% no momento da redação) e os APYs de staking de outras redes cripto.

Além disso, operar um validador exige tempo e recursos. Especialmente à medida que o staking aumenta, é importante monitorar o tempo de atividade e a taxa de slots ignorados do validador para garantir que ele continue com bom desempenho. Esse processo costuma consumir muito tempo e equivale a uma ocupação em tempo integral para uma ou várias pessoas, pelo menos no caso dos principais participantes ativos que contribuem para o ecossistema.

Receita

A receita de um validador vem de três fontes principais:

• Comissão sobre a inflação
• Recompensas de bloco
• MEV

Comissão sobre a inflação

A recompensa recebida por um validador é sua comissão sobre a inflação. Validadores que participam do consenso recebem recompensas (em SOL) como incentivo à participação. Essas recompensas são pagas por meio da inflação. A inflação aumenta a oferta total de tokens em circulação e distribui esses tokens recém-criados aos validadores.

Os validadores recebem recompensas ao final de cada época da Solana. Essas recompensas correspondem a uma comissão sobre a taxa anual de inflação, calculada com base em vários fatores:

1. Taxa global de inflação: a Solana define uma fórmula predeterminada para calcular o valor das recompensas inflacionárias por época. Determinada pelo cronograma de emissão desinflacionária predefinido da Solana, essa taxa é crucial para incentivar a participação inicial na rede e garantir estabilidade monetária e segurança.
2. Percentual em staking: a proporção do total de SOL em staking em relação à oferta circulante afeta diretamente as recompensas. Quanto maior o staking, maiores as recompensas potenciais.
3. Taxa de comissão: cobrada pelos clientes de validadores, essa taxa compõe parte da receita pela manutenção da rede. Ela é cobrada como uma porcentagem do total de recompensas inflacionárias direcionadas ao validador.
4. Participação do validador: inclui o tempo de atividade e a porcentagem de slots nos quais o validador votou com sucesso, afetando seus ganhos totais.

O mecanismo de inflação da Solana foi projetado para diminuir ao longo do tempo, começando com uma taxa inicial de 7–9%, uma taxa de desinflação de -14–16% e, por fim, estabilizando-se em uma taxa de longo prazo de 1–2%. Esse cronograma busca equilibrar o crescimento inicial da rede com a estabilidade de longo prazo.

O impacto desses fatores na economia da Solana pode ser simulado por meio de vários cenários. Por exemplo, assumindo uma taxa de inflação inicial de 8%, uma taxa de desinflação de -15% e uma taxa de longo prazo de 1,5%, podemos projetar a emissão de tokens ao longo do tempo e estimar os rendimentos de staking com base em diferentes percentuais do total de SOL em staking. Em geral, os percentuais em staking variam entre 60% e 90%, refletindo o envolvimento da comunidade e os paralelos com outros protocolos de Proof-of-Stake.

No entanto, essas projeções não consideram variáveis como tempo de atividade dos validadores, comissões, limitação de rendimento ou possíveis ocorrências de slashing. Além disso, o percentual de SOL em staking é dinâmico e influenciado pelos incentivos econômicos definidos pelo cronograma de inflação.

Staking pode rapidamente se tornar um assunto confuso, mas é essencial lembrar que o efeito líquido da inflação e do regime de staking comum nas redes PoS é uma transferência de quem não faz staking para quem faz. 

O staking reduz o float (ou seja, a oferta de tokens em circulação), bloqueando tokens no protocolo. No extremo lógico, a inflação exige participação absoluta. Isso incentiva os tokens de staking líquido (LSTs) por sua participação e eficiência de capital, e é esperado que sua adoção aumente na Solana.

Políticas monetárias inflacionárias não são inerentemente ruins. Na verdade, elas buscam subsidiar a segurança hoje e conceder crédito à demanda futura para compensar o custo atual. A inflação pode ser entendida como a versão cripto da tentativa de desvincular a segurança econômica dos ciclos financeiros (demanda por espaço de bloco).

Recompensas de bloco

Os validadores designados como líderes de um determinado bloco recebem recompensas adicionais na forma de recompensas de bloco. Essas recompensas consistem em 50% da taxa-base e 50% das taxas de prioridade (a outra metade é queimada).

Picos recentes de uso levaram ao aumento das taxas de prioridade, metade das quais vai para o líder:

A comunidade reconhece amplamente que a atual estrutura de taxas da Solana, na qual 50% da taxa de uma transação é retida pelo líder (o validador que processa a transação) e os 50% restantes são destruídos, não oferece incentivos compatíveis. Nesse sistema, um remetente é incentivado a firmar um acordo fora do protocolo com o líder para pagar a taxa de prioridade fora da rede e evitar a queima.

É importante observar que a maior parte da receita de um validador vem da comissão sobre a inflação, não das recompensas de bloco. Consequentemente, o benefício financeiro de participar desses acordos paralelos hoje é relativamente modesto.

Um exemplo comum desse acordo é o uso de leilões da Jito por validadores que executam o cliente Jito-Solana. Essa abordagem modifica o processo contínuo de criação de blocos do protocolo padrão da Solana ao implementar leilões de espaço de bloco durante a fase inicial dos slots atribuídos a eles.

MEV

MEV, ou “Valor Máximo Extraível”, refere-se ao lucro que um validador pode obter por sua capacidade de incluir, excluir ou reordenar arbitrariamente transações nos blocos que produz. Na Solana, os validadores designados como líderes têm controle total sobre o empacotamento e o agendamento de blocos (embora muitos validadores atualmente executem forks não modificados do cliente Solana Labs ou Jito-Solana). Os validadores têm incentivos para incluir transações encaminhadas por RPCs e outros validadores por meio das taxas de prioridade. Ainda assim, não há nenhuma exigência rigorosa para que um validador inclua essas transações.

Embora o cenário de MEV na Solana esteja mudando rapidamente, muitas externalidades negativas de MEV afetam o ecossistema como um todo. 58% de toda a capacidade computacional é desperdiçada em arbitragens fracassadas:

No entanto, quando o líder de um bloco executa o cliente Jito-Solana, o MEV pode ser extraído com mais eficiência. Os pesquisadores podem enviar pacotes ao líder para inclusão no bloco por meio de um mecanismo de leilão off-chain. Em geral, esse leilão abrange os primeiros 200 ms de um determinado slot:

Como a concorrência se baseia em preço, e não em velocidade, uma parcela maior do valor extraível precisa ser oferecida no leilão de pacotes. Todas as gorjetas do pacote são destinadas ao líder e repassadas aos participantes do staking.

Os validadores também podem fazer integração vertical e extrair MEV reordenando transações e capturando por conta própria as oportunidades de MEV. Embora existam poucas evidências de que isso esteja acontecendo em grande escala hoje, o incentivo para esse comportamento aumenta conforme mais atividades de varejo chegam à Solana.

O cenário de MEV na Solana está mudando e amadurecendo rapidamente — mais de 2 milhões de pacotes e 8.500 SOL passaram pela Jito na última semana:

O cenário de MEV na Solana é relativamente pequeno em comparação ao Ethereum. No entanto, à medida que mais pessoas usam a Solana e a atividade aumenta, surgem mais oportunidades de MEV, elevando a receita dos validadores.

Programa de delegação da Solana Foundation

Tornar-se um validador e participar do consenso ocorre em um sistema sem permissão. No entanto, devido aos custos associados, a Solana Foundation criou um programa chamado Programa de Delegação da Solana Foundation (SFDP) para ajudar a compensar parte dos custos iniciais de validação.

O programa de delegação está atualmente passando por algumas mudanças. O programa revisado busca oferecer um suporte mais substancial aos validadores em seus estágios iniciais, reduzindo-o gradualmente à medida que eles se tornam autossuficientes. Essa abordagem incentiva os validadores a atrair staking externo e manter altos padrões de desempenho. Além disso, o programa de delegação busca melhorar a descentralização e prioriza validadores que não utilizam ofertas populares, incluindo Latitude, AWS e Terraswitch.

No novo sistema, a Solana Foundation cobrirá os custos de votação dos validadores durante o primeiro ano, com uma redução gradual: 100% nos três primeiros meses e depois 75%, 50% e 25% nos trimestres seguintes, encerrando após 12 meses. Esse suporte decrescente pretende ajudar validadores novos ou pequenos com os custos iniciais, ao mesmo tempo que os incentiva a garantir níveis sustentáveis de staking.

Além disso, o SFDP iguala o staking externo na proporção de 1:1, até um limite de 100.000 SOL fornecidos pela Foundation. Essa política reforça as decisões de staking orientadas pela comunidade e incentiva os validadores a interagir com a comunidade mais ampla da Solana. Por exemplo, um validador com 10.000 SOL em staking externo receberá uma contribuição equivalente da Foundation, dobrando seu staking total. Validadores com um staking externo substancial, como 250.000 SOL, receberão a contribuição máxima de 100.000 SOL. Os critérios de desempenho também foram atualizados para incluir requisitos mínimos e uma taxa aceitável de slots ignorados, calculada ao longo de um período maior para reduzir a variação entre validadores com menos slots como líder em uma época.

O SFDP também alocará inicialmente a cada participante um valor-base de cerca de 40.000 SOL (ou seja, aproximadamente a quantidade de SOL necessária para atingir o ponto de equilíbrio), proveniente do staking restante da Foundation após as contribuições equivalentes. Essa delegação-base é essencial para que os validadores participem da produção de blocos. Com o tempo, à medida que mais staking for igualado e mais staking da Foundation for depositado em pools de staking, esse valor-base diminuirá. A Foundation também se concentra em fortalecer o ecossistema de staking líquido depositando staking em pools, apoiando assim a orientação comunitária da rede.

Essas mudanças no SFDP, com lançamento previsto para o fim de janeiro ou o início de fevereiro de 2024, buscam elevar a qualidade e a confiabilidade dos validadores na rede Solana. É importante observar que a participação no SFDP não é obrigatória para operar um validador na Solana, pois o conjunto de validadores continua sem permissão. A maioria dos validadores bem-sucedidos da “comunidade” não possui staking delegado pela Foundation.

Considerações adicionais e conclusão

Até aqui, este artigo descreveu a estrutura de receitas e custos dos validadores na Solana em seu estado atual. Validadores com bom desempenho precisam acompanhar os avanços técnicos e as atualizações mais recentes da Solana.

Estas são algumas questões que os validadores estão começando a considerar atualmente:

• A maioria das transações on-chain atuais é spam. O que acontecerá se ou quando o agendador se tornar determinístico e o empacotamento de blocos ficar mais eficiente?
• O staking de longo prazo, no qual participantes com horizontes mais longos recebem APYs maiores, está próximo? Como ele pode interagir com o perfil de risco individual de cada participante?
• Quais aspectos das operações dos validadores, se houver algum, mudarão quando a Solana implementar slashing programático? Como essa mudança pode afetar não apenas o comportamento deles, mas também o de outros validadores?
• Quando Firedancer for implementado, como isso afetará a economia dos validadores? Todos executarão o cliente Firedancer como principal, com o cliente Labs/Jito como reserva? Haverá um fork Jito-Firedancer?

Neste artigo, exploramos alguns dos mecanismos básicos que sustentam a economia central da Solana. Isso provavelmente reflete o estado atual dos validadores, mas o cenário está mudando rapidamente. Os validadores devem considerar atualizações futuras e suas implicações, incluindo, entre outras, agendamento determinístico, incentivos de staking de longo prazo, slashing programático e a introdução de novos clientes como Firedancer.

Agradecemos a Ben Hawkins (Solana Foundation) e 7Layer (Overclock) pelos comentários e pela revisão.