[論文レビュー] Interdependencies between Mining Costs, Mining Rewards and Blockchain Security

Pavel Ciaian, d’Artis Kancs+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 16, 2021

Blockchain Technology Applications and Security被引用数 6

ひとこと要約

本稿は、プルーフ・オブ・ワーク暗号通貨におけるマイニングコスト、マイニング報酬、ブロックチェーンセキュリティの間の理論的かつ実証的関係を確立する。2014年から2021年までの日次データを用いた自己回帰分散遅れ（ARDL）モデルを用いて、暗号通貨価格およびマイニング報酬がブロックチェーンセキュリティの結果と内生的かつ顕著に相関していることを示し、報酬とコストが高くなることでネットワークセキュリティが向上する均衡関係を確認した。

ABSTRACT

This paper studies to what extent the cost of operating a proof-of-work blockchain is intrinsically linked to the cost of preventing attacks, and to what extent the underlying digital ledger security budgets are correlated with the cryptocurrency market outcomes. We theoretically derive an equilibrium relationship between the cryptocurrency price, mining rewards and mining costs, and blockchain security outcomes. Using daily crypto market data for 2014-2021 and employing the autoregressive distributed lag approach - that allows treating all the relevant moments of the blockchain series as potentially endogenous - we provide empirical evidence of cryptocurrency price and mining rewards indeed being intrinsically linked to blockchain security outcomes.

研究の動機と目的

• プルーフ・オブ・ワークブロックチェーンにおけるマイニングコスト、マイニング報酬、ブロックチェーンセキュリティの理論的および実証的関係を調査すること。
• 暗号通貨市場の成果（価格や報酬など）が、デジタル・レッダーブックのセキュリティ予算にどのように影響するかを分析すること。
• 内生的時系列データを用いて、マイニング報酬、マイニングコスト、ネットワークセキュリティの均衡ダイナミクスをモデル化すること。
• マイニング報酬およびコストが、時間経過とともにブロックチェーンセキュリティパフォーマンスと系統的に関連しているかどうかを評価すること。

提案手法

• 暗号通貨価格、マイニング報酬、マイニングコストをブロックチェーンセキュリティ結果に結びつける均衡関係の理論的導出。
• 自己回帰分散遅れ（ARDL）モデルの適用により、すべての変数（暗号通貨価格、マイニング報酬、マイニングコスト、セキュリティ指標）を内生的とみなして扱う。
• 複数の暗号通貨における2014年から2021年までの日次市場およびブロックチェーンデータを用いて、動的依存関係を推定する。
• 時系列計量経済学を用いて、マイニングコスト、報酬、セキュリティ指標の長期的および短期的関係を実証的に推定する。
• 情報理論および市場ミクロ構造フレームワークを組み合わせ、セキュリティおよび報酬ダイナミクスの妥当性を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 プルーフ・オブ・ワークシステムにおけるマイニングコストおよびマイニング報酬は、ブロックチェーンセキュリティとどのように本質的に関連しているか？
• RQ2 暗号通貨市場価格およびマイニング報酬は、デジタル・レッダーブックのセキュリティ予算をどの程度決定づけているか？
• RQ3 マイニング報酬、マイニングコスト、ブロックチェーンセキュリティ結果の間の均衡関係の性質は何か？
• RQ4 マイニング報酬、コスト、セキュリティのダイナミクスは内生的であるか。時間経過とともにどのように変化するか？

主な発見

• 本研究は、マイニング報酬、マイニングコスト、ブロックチェーンセキュリティ結果の間で、統計的に有意な長期均衡関係が存在することを明らかにした。
• 暗号通貨価格およびマイニング報酬がブロックチェーンセキュリティと本質的に関連しており、システム内での内生的要因の強い証拠が得られた。
• ARDLモデルは、マイニング報酬の増加がセキュリティ水準の上昇をもたらすことを確認し、ブロックチェーン保護の経済的インcentiveモデルを支持した。
• マイニングコストはネットワークセキュリティの主要な決定要因であることが判明し、合意形成を維持するための実質的資源の投入を反映している。