Ethereum2.0|バリデータ要件とコストについて

Ethereum2.0|バリデータ要件とコストについて
イーサリアム2.0のビーコンチェーンが2020年後半にリリースされる際には、ネットワークを保護する「バリデータ」と呼ばれるブロックの提案および検証を行うノードが必要になります。そのバリデータになる為に必要な要件とコストについてご確認頂ける記事となっております。


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ノードの運営に必要な要件

ノード運用自体は、コンピュータとビーコンチェーンの状態を他のノードと共有する為のインターネットさえあれば実行可能です。

バリデータを実行する際のコストには、セットアップコスト、インフラストラクチャーコスト、およびオペレーションコストの3つの主要なコストがあります。インフラストラクチャコストは毎月一定額が必要であり、セットアップコストは最初の1度のみ必要であり、繰り返し発生することはありません。オペレーションコストに関しても毎月必要ですが、運用状況によって月毎に大きく変動します。

コストの内訳は以下のとおりです。

セットアップ
セットアップコストとは、ノード上でバリデータを実行するために必要なハードウェア、オペレーティングシステム、およびソフトウェアの選択、構築、設定、およびテストにかかる時間を金額換算したものになります。

ハードウェアの選択
ノードを実行可能なハードウェアには非常に多くの種類があります。最も重要な要件として、ソフトウェアを実行するのに十分なほど性能が高く、継続的なメンテナンスを必要としないほどに信頼性が高いことです。それ以外にも、サーバの物理的なサイズや動作時のノイズの量(サーバーが自宅にある場合は重要)から必要な電力量まで、選択に影響する可能性のある多くの決定を行う必要があります。

オペレーティングシステムの選択
オペレーティングシステムには、WindowsベースとLinuxベースの2種類があります。それぞれが、異なる機能を提供しており、運用に異なるレベルの専門知識を必要とする多数の製品があります。その中でもセキュリティの強さとシステムが起動するまでの時間を考慮することが最重要であり、メンテナンスの容易性も重要な要件として該当します。しかし、オペレーティングシステムには関しては、慣れ親しんだものを選択することが良いでしょう。

ソフトウェアの選択
ソフトウェアの選択は、実行するバリデーターの数とハードウェアおよびオペレーティングシステムによって選択するべきです。しかし、どの実装が最も適しているかを判断するために、それぞれの実装を評価する必要があります。

ハードウェア、オペレーティングシステム、ソフトウェアの構成
選択したハードウェア、オペレーティング・システム、ソフトウェアを構成する必要があります。これにはセットアップ(ソフトウェアのインストールと有効化)と不要なソフトウェアの削除および開いているポートのクローズ等の作業が必要となります。オペレーティングシステムの自動アップデートの設定、監視機能の追加などにより、将来のメンテナンスコストを削減することができます。

ノードの運営に必要なコスト

インフラストラクチャ
インフラコストとは、比較的一定の規模で毎月支払われるコストです。

電気代
電気代は、ランニングコストとして使用するハードウェアに大きく依存します。Ethereum2.0のバリデーターは、最大限の報酬を獲得するために常にオンラインである必要があるため、電力コストが増大する可能性があります。電気使用量はワットで測定され、通常、電気はキロワット時(KWh)で請求されます。

例えば、150ワット(0.15KW)と約20円の電気の表示価格を使用する一般的なデスクトップコンピューターでは、毎月の電気料金(1ヶ月を30日と仮定)は以下のようになります。

電気料金(2,160円)
=0.15×24×30×20

減価償却費
バリデータサービスを実行する場合、減価償却は大きなコストです。検証プロセスを実行するコンピュータのコストであり、ハードウェアの耐用年数と見なされる期間にわたって分散されます。

ネットワーク
ネットワークコストは、一般的に月単位の固定料金であるため、簡単に計算することができます。さらに、ネットワークは共有リソースであることが多く、他のシステムは同じ接続を共有し、コストも同様に共有することができます。しかし、多くのサーバ・ホスティング・プロバイダは、使用するデータ量が多いほど月末の料金が高くなるというGBあたりの課金モデルを採用しています。

オペレーティングシステム
Ethereum2.0のノードは、WindowsまたはLinuxベースのオペレーティング・システムで実行することができます。前者の方が多くの人になじみがあるが、ライセンス料が発生します。これを購入した場合は、ハードウェアと同じ方法で減価償却する必要があります。

オペレーション
オペレーションコストは、毎月支払われるという点でインフラストラクチャコストに似ていますが、コストの規模は月ごとに大きく変化します。例えば、6か月に1回行われるオペレーティングシステムのアップグレードには数時間かかる場合があり、実施されるべき作業が不規則であるという点が挙げられます。

ハードウェア/オペレーティング・システム/ソフトウェアの保守
ハードウェアに障害が発生し、ディスク容量が満杯になり、ソフトウェアが使用不能になります。これは、ノードを継続して稼働させるために必要な処置が必要になることを意味します。メンテナンスコストは、メンテナンスにかかる時間と、メンテナンスの実行中の資金の損失の2つに分類されます。両方を最小限に抑えるには、定期的に予防的メンテナンスを行うのが最善です。ただし、これには、それ自体が管理と保守を必要とする監視システムが必要です。メンテナンス作業に多大な時間を費やすことになるのは非常に簡単です。そのため、コストが受領した検証者の報酬に比例していることを確認するためにかかる時間を正確に考慮できることが重要です。

ソフトウェアのアップグレード
Ethereum1.0ネットワークでは、過去数年間にわたって、ノードを適宜アップグレードする必要があることが示されています。バグに対応する場合もあれば、プロトコルの変更を実装したり、パフォーマンスを改善したりする場合もあります。アップグレードはメンテナンスと似ていますが、事前に計画を立てて、オペレータにとって最も都合のよい時間に実行できる点が異なります。

ノードを追加することによるコスト

フェーズ0時点では、作業の大部分はビーコンノードによって実行され、バリデータは時々データに署名するだけです。その結果、バリデータの数に関係なく、全体的なコストは比較的横ばいのままです。

フェーズ1では、バリデータごとに作業が増え、バリデータの数が増えるとサーバーが追加されます。その結果、新しいサーバの購入、構成、保守が必要になるため、コストはより頻繁に増加します。

フェーズ2では、各バリデータに対して非常に多くの作業が行われるため、各サーバーは比較的少数のバリデータしか実行することができません。つまり、コストはバリデーターの数にほぼ一致するように増加していく可能性が高くなります。

まとめ

Ethereum2.0でバリデータを実行すると、セットアップ作業、ハードウェアとソフトウェアの減価償却、継続的なメンテナンスなど、多くのコストが発生します。最大のコストは、メンテナンスやその他の不定期の作業によってすぐに時間のロスに繋がります。最高の収益を確保するには、セキュリティやアップタイムを犠牲にすることなくコストを低く抑える必要があります。また、Ethereum2.0のフェーズ1とフェーズ2でコストがどのように増加するかを考慮する必要があります。

Reference
https://www.attestant.io/posts/exploring-ethereum-2-validator-costs/

 

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