プルーフ・オブ・ワークより安いものはない（パート1）

序文: 無駄な資源

少し前に、Proof of Work (POW) とマイニングに関する記事を書きました。前半は注目を集めましたが、（当然ですが）あまり説得力はありませんでした。たとえば、CCRG（イーサリアムの研究グループ）は、Proof of Stake（PoS）に関するほぼ完全に学術的な理論を採用しました。

そこで私は、これらの無効なアイデアに時間を浪費している人々（およびビットコインの価値をインターネットマネーと関連付ける少数のジャーナリスト/偽善的な「投資家」）のエネルギーをいくらか節約できることを期待して、その記事の前半を拡張するつもりです。

概要

1. 中核となる理論的概念（限界利益は限界費用に等しい）を繰り返します。
2. 経済的地代を説明することによって、すべての人間の活動を一般化する。
3. ゼロより大きいレントがピアツーピア通貨と互換性がない理由を説明してください。
4. 具体的な例（Tendermint、Delegated Proof of Stake DPoS など）をいくつか挙げ、それらが Bitcoin の発行スケジュールに従うと仮定します。
5. すべてのリリース計画に関する議論を要約します。

（再び）オークション：100ドル

「100ドル、やった！勝者はPeercoinシャツを着たこのマイナーです。」

私はかつてこう考えていました。

A: ブロックごとに 50 個の新しいビットコインを発行することは、次のことに相当します。

B: この50ビットコインをオークションで最高額の入札者に売る

…これは、限界費用が限界収入（ MC=MR ）に等しくなるまで続きます。肝心なのは、存在するすべてのハッシュにはコストがかかり、存在するすべてのハッシュによって、各マイナーが 50 ビットコインを獲得する可能性がわずかに高まるということです。ハッシュ化だけでなく、何らかのアクションによって 50 ビットコインを獲得する確率を高めることができる場合、これらのアクションの合計コストが 50 ビットコインの合計値に近づくまで、これらのアクションが繰り返されます。

これを純粋なプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に適用すると、この原則は「ステーク抑圧」と呼ばれる攻撃現象を意味しますが、プルーフ・オブ・ワーク・バージョン（「これらのトークンを付与するものが見つかるまで複数のブロックチェーン履歴を試す」）では、増分性が大幅に低下します。この増分作業は測定されておらず（つまり、ビットコインの「難易度」）、それは「作業の総量」＝「ブロック報酬の総期待値」であることを明確に示すものではありません。

プルーフ・オブ・ワークの場合、明日読むべきニューヨーク・タイムズの号数（1,000 号中）についての意見の相違と考えることができますが、プルーフ・オブ・ステークの場合、6,000 号のうちどれが本物のニューヨーク・タイムズの号数（1,000 号中）であるかという問題になります。

放棄されたブロックチェーン（「 NYT堆栈」）の歴史は広く知られていないため、それについて知る方法はありませんが、その作成は重要な役割を果たしました。時間が経つにつれて、ますます多くの必死の開発者がそのような作業を推進していますが、結果を見ることはますます難しくなっています。提案されたすべてのプルーフ・オブ・ワークの代替案は、「マスクされたプルーフ・オブ・ワーク」と再ラベルされています。

プルーフ・オブ・ワークアルゴリズムのカオスレベル（複雑さ）を変更しても、「世界の仕組み」と「ブロックチェーンの影響」の関係には影響がないことがわかります。最終的には、すべての個々の「マイナー」（またはその他）が、1. 自身の予想収益を見積もり、2. コストを差し引き、3. 差額を稼ぐことになります。

そして、「期待される利益」は、このシステムにおける唯一の可変パラメータです（「期待されるコスト」ではありません）。

「家賃」は常に生産コスト（MC）を販売価格（MR）と等しくする

この「限界費用」=「限界利益」という概念は、将来のすべてのブロックチェーン技術を含む、この世界のほぼすべての取引に適用されます。

コストの測定

賢明な人なら、実は MC = MR なのに、どうしてそんなものが存在できるのかとすぐに主張するかもしれません。 （例えば、「家の近くのコンビニではビールが比較的高い値段で売られていることは知っている」、「私は小さなビジネスを経営しており、通常は少なくとも 3% 値上げしています。この 3% には水道代、電気代、家賃、家族の給料が含まれており、これで利益が出ています... もちろん、どれだけの利益が得られるかはわかりません）」

MC = MR は永遠の真理です。なぜなら、それが経済学者がコストを測定する方法だからです。具体的には、「家賃」を人為的に導入することです。この式は、MC_rent + MC_non-rent = MR と整理できます。

これは（経済学の初心者にとっては）ズルのように聞こえるかもしれないので、P2P マネーの場合、家賃は常にゼロであると仮定して、家賃の全体的な議論から始めます（中央銀行やチェックポイントなどの中央集権型システムとは異なり、管理または所有され、人々にゼロ以外の家賃を支払わせることはありません）。

家賃とは何か、そしてその存在の意味は何でしょうか?

経済学の教科書で説明されているように

ある販売者が特定の商品に対する特許を持っているとします（販売できるのは販売者だけです）。売り手は、買い手が特許からどのように利益を得るかを推測し、利益の大きさを見積もって価格交渉を行うことができます。彼が引き上げた価格 (MR) が彼が支払ったコスト (MC) を上回る場合、その差額は「地代」( MR-MC ) とみなすことができます。この数量が一定期間内に販売できると仮定すると、特許を（誰かに）貸し出す価格が決まります。売り手は自身の特許を使用するのに費用はかかりませんが、それを他の人に貸与しない場合は機会費用を失うことになります。したがって、レンタル可能な特許を含む新しい生産コスト (MC) が、販売価格 (MR) と正確に等しくなります。

これは不可能に思えるかもしれませんが、コストを測定する唯一の論理的な方法です。研究に 1,000 万ドルを費やし、その過程で、製造コストが 0.1 ドルで販売できるが、販売価格が 200 ドルになる薬を発見したと想像してください。それらの薬の「費用」は本当にたったの 0.10 ドルなのでしょうか? 「コスト」が測定したものと異なるのはなぜですか?価格の違いは特許使用料によるものでしょうか、それとも重複した研究にかかるコストによるものでしょうか?

咳止め薬

この概念を極端にまで推し進めてみましょう。

咳をしているときに、咳止め薬を飲むことで得られる限界収入（つまり利益）は非常に高くなります。おそらく、1 晩に 50 ドル支払ったかもしれません。しかし、私は幸運でした。1週間分の薬代の合計は、わずか5ドル強でした。ということはMR>MCということでしょうか？

しかし、実際には多くの「家賃」が絡んでおり、今回はその家賃は売主ではなく私（買主）のものになります。私の病気は個人的な問題（私だけの問題）だと気づきました。近隣の店舗や競合商品についても把握しています。すべての店が私が咳止め薬を緊急に必要としていることを知れば、他の人が私の薬を買うのを阻止したり、他の店が私と交渉するのを阻止したりするかもしれません。これらの店は私に不利なように薬の価格を調整するかもしれません。こうした店の行動に対する私の対応は、健康なときに薬を買いだめするか、他の人に買ってもらうか、競合店で買うことです。もし店側が、私が 72 時間分の薬に 200 ドル支払うつもりだと知っていたら、値段を上げるでしょうが、それを知るのは私だけなので、私は追加の請求を払う必要はありません。

MR>MCのように見えますが、実際には「薬」のコースを購入し、専門医に診てもらい、良好な「咳治療」プロセスが実現しました。そして、私が再び病気になったとき（健康なときには薬は効かなかった）も、この薬が私を治してくれることをすでに知っているので、これを実行できるでしょう。したがって、この時点では、MC = 薬 + 病気_家賃 = MR となります。

レンタルはプライベートです

MC = MR は、エージェントが関与する即時の決定にのみ適用されます。この式では外部要因は無視されます (外部要因は問題になる可能性があるため)。

今日、あなたは誰かから何かを「借りる」ことを余儀なくされているかもしれません。そして、時間が経つにつれて、あなたは代替手段を探すでしょう（この時点で、あなたは金銭感覚の欠如のために大きな代償を払うことになります...あなたはまだそれを自由に使うことができないので、「借りることの知恵」を学び、「何が最良の取引か」を理解する必要があります）。実際、起業家であれば、その逆のことをすることができます。つまり、これらのレンタルが、適正な割引価格で、人々が望むものを提供できるかどうかを考えるのです。これにより、希少なリソースが最も必要とされる場所に投入されるようになります。

やっと

「レンタル」は「排除」を意味し、ピアツーピア（P2P）ネットワークとは相反する。

すべての同僚が平等であるならば、誰が従属的な立場を取る（耐える）ことを強制されるのでしょうか?

家賃は、売り手が競合他社が持っていないものを持っている場合にのみ存在するため、競合他社は売り手に「家賃」を支払う必要があります。しかし、「外国人嫌悪」と「ピアツーピアネットワーキング」は相容れないものである。

この問題は、プロトコルの定常動作にのみ存在するのではなく、プロトコルの初期設定を含むすべての領域に存在します。完全なピアツーピア ネットワーク プロトコルには、P2P 操作と P2P オリジンが必要です。しかし、高額の賃料を認める契約は、「私たちが借りているこれらの物の所有者は誰なのか」という疑問を生じさせます。なぜ彼らなのか？なぜこれらをレンタルするのでしょうか?

coinmarketcap 上で賃料を稼ぐことができる唯一のエンティティは Ripple です。その理由は、Ripple が P2P ではないためです (Ripple は、銀行業務と深く関係する、ライセンスを取得した、模倣できない「ピアツーピア」です)。

これを受け入れるのがあまり難しくないことを願います。私たちが何を話しているのかがわかったところで、最初に戻りましょう。

すべてはプルーフ・オブ・ワーク

家賃がない場合、「25 BTC / 10分」の発行計画から、10分ごとに25 BTCが失われることがわかります。

簡単に言えば、このセクションで想定されているすべての P2P システムは、同じ発行スケジュール (つまり、10 分ごとに 50 ユニット、約 4 年半ごとに半減) で発行できます。次のセクションでは、リリース スケジュールが無関係である理由について説明します。

「独立して働く」契約は可能でしょうか?

すべての暗号システムが、同等の価値のトークンを「無駄にする」インセンティブを生み出さずにトークンを定期的に発行するとしたら、暗号システムはあらゆる人間の行動から独立した方法でトークンを発行する必要があるでしょう。トークン報奨金方式では、人間が影響を与えることができるものすべてに対して、 Spearman correlation順位相関がゼロである必要があります。

それは不可能です。ソフトウェアを使用するかどうかの決定は人間が制御し、プロトコルは非ユーザーからは隠されています。結局、何もないところからお金を生み出すことは完全に不可能であり、いわゆる「無駄」は完全に避けられないことになります。

時間と所有権の変更（効果なし）

1. 50 BTC 報酬の勝者が事前にランダムに決定され、2. 結果は秘密にされ、ずっと後になって発表され、3. 50 BTC が支払われるという設計を想像してください。この時点でMRを推定して計算できる人はいないのでしょうか？

間違っている。

機会

確かに、時間が経つにつれて MR を正確に計算するには遅すぎますが、今は将来の MR を計算するのに最適な時期でもあり、MR と MC が異なる時期に発生しても問題ありません。

(ビットコインのプルーフ・オブ・ワーク報酬は 100 ブロックでは使えないことをご存知ですか? 孤立したブロックが作成されると、それらのコインは完全になくなるからです。それだけでなく、マイナーは二重支出を行う能力が最も高いので、所有しているコインに目を光らせておくのが賢明です。)

ランダム性

ビットコインが強力なランダム性を利用して次のブロックの作成者を選択する方法をご存知ですか?ランダム性によりブロック作成者間の連携が妨げられ、二重支払い攻撃が不可能になります。このような強いランダム性により、次のブロックを誰が見つけるか、あるいはいつ見つけられるかさえも誰も予測できなくなります。

「仕事」を役に立つものにする

「PoWをヒーターとして再利用しました…」

まず、再利用は良いアイデアです。第二に、人間は熱を必要とします。第三に、このような取り決めはビットコインの目標達成に非常に役立ちます。

しかし、これは MC と MR にどのような影響を与えるのでしょうか?予想される $100 (BTC) / x ハッシュを選択する代わりに、 $100 (BTC) + ($5 相当の熱) / x ハッシュを選択しました。以前のコストが 100 ドル (ハードウェア効率フロンティア上) だった場合、コストは今後 105 ドルまで上昇します (最終的には、ビットコインの難易度が調整されるにつれて)。非効率的なマイナー（熱を利用せずに無駄にするマイナー）は排除され、支払総額は依然として 100 ドル（95 ドルの BTC + 5 ドルの熱）になります。

「マイニング熱」は、ハードウェアの効率を高めるだけであり、技術レベル（エネルギー使用量/ブロック）ではハードウェアをより困難かつ複雑なものにします。

「プルーフ・オブ・ワークは単に二重の SHA-256 計算を行うだけではなく、素数を見つけるなど、社会に役立つこともできます…」

この論理的観点は完全に正しいと言えるでしょう。マイナーは大きな素数を見つけることで臨時収入を得ることはないので、これによって MR も MC も増加しません。しかし、社会的観点から見ると、総コストを増やすことなく追加の利益が得られます。これは、上で述べた外部性からの議論です。