New generation blockchain token design Takumi Yamashita @ public_sate 1 

2 Takumi Yamashita 所属：Stake Technologies Inc 東京大学大学院情報理工学研究科 https://github.com/stakedtechnologies/Plasm @public_sate https://stake.co.jp/ 

3 3 About today 前半：トークンデザインの例を見て転用の効くアイディアを学ぼう 後半：ぼくがかんがえたさいきょうのとーくんでざいん 

Polkadot Token System 

5 5 Polkadot のネイティブトークン DOT DOT の役割 - Governance - DOT ホルダーが投票を通して Polkadot の意思決定を行うために使用。 - NPoS payment and inflation - バリデータとノミネータに与えられる報酬。これは DOT がインフレ通貨である主な原因。 - Transaction Fee - トランザクション手数料。有害な行動を阻止するために使用。また、包含時間とトレードオフ。 - Adding/removing parachains - オークションやデポジットなどのプロセスで 商用パラチェーンスロットを追加または削除する際に使用。 - Treasury - ネットワークの継続的なメンテナンスの費用やインフレ制御のために使用。 

6 6 Polkadot のネイティブトークン DOT DOT の役割(説明する事項) - Governance - DOT ホルダーが投票を通して Polkadot の意思決定を行うために使用。 - NPoS payment and inflation - バリデータとノミネータに与えられる報酬。これは DOT がインフレ通貨である主な原因。 - Transaction Fee - トランザクション手数料。有害な行動を阻止するために使用。また、包含時間とトレードオフ。 - Adding/removing parachains - オークションやデポジットなどのプロセスで 商用パラチェーンスロットを追加または削除する際に使用。 - Treasury - ネットワークの継続的なメンテナンスの費用やインフレ制御のために使用。 

7 7 割合 Staking : Total amount of staking by NPoS. ParachainDeposit : Total amount of deposited for parachain. Liquidity : Liquidity tokens. 65.37% Staked 58.69% Staked 58.20% Staked 35.49% Staked Q. How to decide on the optimal distribution ratios? Is 16.6% a healthy level of liquidity? 

8 8 Governance 保有しているトークンをロックすることで 投票 を行う。 ロックした期間と量に比例した票数を投じることができる。 https://medium.com/unchained-tokyo/p olkadot-governance-9853279f4a76 詳しくは 

9 9 NPoS Payment and inflation バリデータとノミネータに対する報酬設計 Staking pool をチェーン内ロジックで実装しているイメージ。 Validator とその Nominators を “Validator slots” と呼ぶ。 そもそも NPoS とは... 詳しくは... https://speakerdeck.com/masakiminamide/jpn-nominated-proof-of-stake 

10 10 x : Total amount of staking / Total amount of supply i(x) : Average interest rate. I_{NPoS} : Inflation rate of mint by Staking. I_0 : Lower-bound of inflation rate. ideal : Meaning is optimal. Constraints - I_{NPoS} ≥ I_0 - if x = 0, i(x) = I_0 - i(X_{ideal}) = i_{ideal} - Maximum I_{NPoS} = X_{ideal} × i_{ideal} - i(x) is monotonic decrease. Inflation control https://www.desmos.com/calculator/2om7wkewhr 

11 11 x : Total amount of staking / Total amount of supply i(x) : Average interest rate. I_{NPoS} : Inflation rate of mint by Staking. I_0 : Lower-bound of inflation rate. ideal : Meaning is optimal. Constraints - I_{NPoS} ≥ I_0 - if x = 0, i(x) = I_0 - i(X_{ideal}) = i_{ideal} - Maximum I_{NPoS} = X_{ideal} × i_{ideal} - i(x) is monotonic decrease. Inflation control https://www.desmos.com/calculator/2om7wkewhr 最適な x, X_ideal = 0.5 

12 12 x : Total amount of staking / Total amount of supply i(x) : Average interest rate. I_{NPoS} : Inflation rate of mint by Staking. I_0 : Lower-bound of inflation rate. ideal : Meaning is optimal. Constraints - I_{NPoS} ≥ I_0 - if x = 0, i(x) = I_0 - i(X_{ideal}) = i_{ideal} - Maximum I_{NPoS} = X_{ideal} × i_{ideal} - i(x) is monotonic decrease. Inflation control https://www.desmos.com/calculator/2om7wkewhr x を理想値に近づけるために、xについて単調減少関数である。 - x が低い時は Stake 量を増やすインセンティブとして金利を上げる。 - x が高い時は Stake 量を減らすインセンティブとして金利を下げる。 

13 13 x : Total amount of staking / Total amount of supply i(x) : Average interest rate. I_{NPoS} : Inflation rate of mint by Staking. I_0 : Lower-bound of inflation rate. ideal : Meaning is optimal. Constraints - I_{NPoS} ≥ I_0 - if x=0, i(x) = I_0 - i(X_{ideal}) = i_{ideal} - Maximum I_{NPoS} = X_{ideal} × i_{ideal} - i(x) is monotonic decrease. Inflation control https://www.desmos.com/calculator/2om7wkewhr Staking 総量 × 金利 = インフレ率 i.e x * i(x) = I_{NPoS} x が理想値である時に最大化させたい。 インフレ率が最大である時、 Staker が嬉しい。 

14 14 x : Total amount of staking / Total amount of supply i(x) : Average interest rate. I_{NPoS} : Inflation rate of mint by Staking. I_0 : Lower-bound of inflation rate. ideal : Meaning is optimal. Constraints - I_{NPoS} ≥ I_0 - if x=0, I_{NPoS} = I_0 - i(X_{ideal}) = i_{ideal} - Maximum I_{NPoS} = X_{ideal} × i_{ideal} - i(x) is monotonic decrease. Inflation control https://www.desmos.com/calculator/2om7wkewhr x = 1 or x = 0 の時、下限値に収束する。 I_0 = Validator の 運用コスト 最低限バリデータの運用インセンティブは 確保しなければならない。 

15 15 x : Total amount of staking / Total amount of supply i(x) : Average interest rate. I_{NPoS} : Inflation rate of mint by Staking. I_0 : Lower-bound of inflation rate. ideal : Meaning is optimal. Constraints - I_{NPoS} ≥ I_0 - if x = 0, i(x) = I_0 - i(X_{ideal}) = i_{ideal} - Maximum I_{NPoS} = X_{ideal} × i_{ideal} - i(x) is monotonic decrease. Inflation control https://www.desmos.com/calculator/2om7wkewhr 

16 16 Payment details 20 : 20 : 2 : 1 状態検証 ブロック生成報酬 参照先 ブロックの発見 参照された ブロック 

17 17 Keeping Counter - n_{statements} - 発行された状態検証の数。 - n_{blocks} - 生成されたブロックの数。 - n_{uncles} - 参照されたブロックの数。 

18 18 Relay-chain transaction fees Transaction Fee は簡単のためグローバルパラメータで定めらます。 初期設定 - 20%はブロック生成報酬。 - 80% はインフレ/デフレ制御の ために Treasury に送られる。 

19 19 Adjustment of fees over time トランザクション手数料はどうやって決定する？ s : ブロックの s * 100 % トランザクションが詰まっている。 s* : s* * 100 % 以上のトランザクションがブロックに含まれたら 飽和状態 

20 20 Adjustment of fees over time トランザクション手数料はどうやって決定する？ s : ブロックの s * 100 % トランザクションが詰まっている。 s* : s* * 100 % 以上のトランザクションがブロックに含まれたら 飽和状態 v : 手数料変動要因 v が小さいときの手数料増加率 k ブロック後の手数料増加率 

21 21 Adjustment of fees over time (Fast) 手数料の増加率が激しくならないように制御しつつ Tx 飽和問題を解決する。 v : 手数料変動要因 s* の Tx 包含率で飽和状態とした時、 k ブロック後の手数料増加率を p 以下に抑えたい。 s* = 0.25 のTx 含有率で飽和状態とした時、 k = 20 ブロック後の手数料増加率を p=0.05 以下に抑えたい。 

22 22 Adjustment of fees over time (Slow) 手数料の増加率が激しくならないように制御しつつ Tx 飽和問題を解決する。 v : 手数料変動要因 s* の Tx 包含率で飽和状態とした時、 k ブロック後の手数料増加率を p 以下に抑えたい。 s* = 0.25 のTx 含有率で飽和状態とした時、 k = 2000 ブロック後の手数料増加率を p=0.3 以下に抑えたい。 

23 23 Treasury Mint Transaction fee Developing and improving cost Burn(deflation) 

24 24 行間 DOT の役割 - Governance - DOT ホルダーが投票を通して Polkadot の意思決定を行うために使用。 - NPoS payment and inflation - バリデータとノミネータに与えられる報酬。これは DOT がインフレ通貨である主な原因。 - Transaction Fee - トランザクション手数料。有害な行動を阻止するために使用。また、包含時間とトレードオフ。 - Adding/removing parachains - オークションやデポジットなどのプロセスで 商用パラチェーンスロットを追加または削除する際に使用。 - Treasury - ネットワークの継続的なメンテナンスの費用やインフレ制御のために使用。 

行間 Governance NPoS payment and inflation Transaction Fee Treasury Reference https://research.web3.foundation/en/latest/polkadot/Token%20Economics/ 

26 26 Contents I talk about the contents in the Plasm white paper. You can learn it from here. https://github.com/stakedtechnologies/plasmdocs/blob/master/wp/en.pdf 

27 27 Plasm chain The default root chain for application developers to connect. Plasm Chain has the following special features. ● Multi-Lockdrop. It is a fair and low-risk valuable token issuing system, without ICO. ● Plasm block rewards. It gives application developers a sustainable incentive. ● Operator trading. It is possible for plasm application developers to buy and sell operator’s authorities like M & A. 

28 28 PlasmchainのネイティブトークンPLM - Governance - DOT ホルダーが投票を通して Polkadot の意思決定を行うために使用。 - NPoS payment and inflation - バリデータとノミネータに与えられる報酬。これは DOT がインフレ通貨である主な原因。 - Transaction Fee - トランザクション手数料。有害な行動を阻止するために使用。また、包含時間とトレードオフ。 - Adding/removing parachains - オークションやデポジットなどのプロセスで 商用パラチェーンスロットを追加または削除する際に使用。 - Treasury - ネットワークの継続的なメンテナンスの費用やインフレ制御のために使用。 

29 29 PlasmchainのネイティブトークンPLM - Governance - DOT ホルダーが投票を通して Polkadot の意思決定を行うために使用。 - NPoS payment and inflation - バリデータとノミネータに与えられる報酬。これは DOT がインフレ通貨である主な原因。 - Transaction Fee - トランザクション手数料。有害な行動を阻止するために使用。また、包含時間とトレードオフ。 - Adding/removing parachains - オークションやデポジットなどのプロセスで 商用パラチェーンスロットを追加または削除する際に使用。 - Treasury - ネットワークの継続的なメンテナンスの費用やインフレ制御のために使用。 - Block rewards to dapps developer - アプリケーション Developer のための持続可能な報酬設計。 - God/Bad Voting - dApps の評価。 Staking : Liquidity = 1 : 1 

30 30 Lockdrop 1. Ethereum token holders are able to lock their ETH on a LockContract for their selected duration. (e.g. 3 months) The longer the time lock is, the more Plasm tokens they get. 2. Plasm tokens are distributed on the genesis block to the participants who locked their ETH. A participant gets Locked ETH × Locked duration × α Plasm tokens. 3. The genesis block of Plasm chain distributes 10% (The total amount of distributed tokens × 1/9) Plasm tokens to the Plasm team. 4. After the selected locked time, the locker receives exactly the same number of ETH. Lockdrop : https://blog.edgewa.re/full-details-on-the-edgeware-lockdrop If you lock ETH for a certain period of time, you will get Plasm tokens!! 

31 31 Lockdrop, No ICO?? 一号仮想通貨 二号仮想通貨 - 代価弁済の手段？ - 不特定のものが持つ？ - 購入及び売却可能？ - 不特定のものが持つ？ - 一号仮想通貨と相互の交換可能？ - 売買 - 取次と媒介 - 管理 仮想通貨交換業者 

32 32 Lockdrop, No ICO?? 一号仮想通貨 二号仮想通貨 - 代価弁済の手段？ - 不特定のものが持つ？ - 購入及び売却可能？ - 不特定のものが持つ？ - 一号仮想通貨と相互の交換可能？ - 売買 - 取次と媒介 - 管理 仮想通貨交換業者 Lockdrop は “販売” ではないので 不可能 Lockdrop は一方通行なので不可能 クロスチェーン取引をしなければ OK ICMP はリレーチェーンが勝手にやってる 

33 33 Multi-lockdrop ● i = {1, 2, 3} : The round of a lockdrop. ● M : Amount of issued tokens by first lockdrop. ● α(i) : α in the rate i, α(i) > α(i+1). ● β(i) : β in the rate i, β(i) > β(i+1), α_i/β_i = const ● n(i) : The number of participants in the round i. ● j : j-th participant. ● LockedETH (i, j) : j 's locked ETH in the round i. ● LockedTime (i, j) : j 's locked duration in the round i. Amount of token by i-th lockrop. Total Amount of token after finished multi-lockdrop. Amount of issued tokens by first lockdrop 

34 34 Multi-lockdrop Example, β = {6,5,4} 1st lockdrop 2nd lockdrop 3rd lockdrop 1ETH×6months Lock PlasmChain (Genesis) 7200PLM (α_1 = 1200) 1ETH×6months PlasmChain 1ETH×6months PlasmChain 6000PLM (α_2 = 1000) 4800PLM (α_3 = 800) Lock Lock 

35 35 The Benefits of Multi-lockdrop? ● No ICO. We DON'T keep your assets. Users don’t need to worry about scams. ● The participants get Plasm tokens by collateralizing the opportunity cost of ETH (or DOT). So, after the locking duration, ETH (or DOT) will be returned to the original holder. Users can issue tokens with very low risks. ● All the participant have to do is just sending ETH (or DOT) to a lockdrop contract and receiving PLM. All users have a chance. ● Multi-lockdrop prevents huge first-mover benefits and makes token distribution fair. All users can get tokens relatively fairly. ● To be able to issue Non-zero value assets easily. We get liquidity. 

36 36 Plasm Block Rewards 50% of the block reward on the Plasm chain is distributed to DApps developers who increase the value of the network. If you develop great dapps for the chain, you can get block rewards!! Nominator_{i,j} get rewards. Operator_i get rewards. 

37 37 Malicious/Bad Cases... Malicious sock puppet scam app deploy Scam app operator nominate Evil nominator Rewards A counter measure or Good Bad Good / 2 < Bad … Lock staking tokens. Good < Bad … Stash staking tokens. to each dapps once. All account who has tokens can vote 

38 38 A few popular operators are staked from almost nominators. nominate A counter measure nominate Reward dividend A year later New commer operator Big hit!! Malicious/Bad Cases... 

39 39 Operator Trading credit by @iibbee__ and @syuhei176 Popular operators can get constant rewards, and operators can sell their authority to get more reward. I’m a very popular operator. I’m getting 1000PLM/block. (It seems that this app grows faster. So, I want to get the authority, now.) Hey, Please give me your app for 3,000,000,000 PLM. This value is your rewards of 3,000,000 blocks. Sounds good! ok! Get 3,000,000,000 PLM Get operator authority 

40 40 Summary @staketech @publc_sate [email protected] Feel free to reach out to ● Multi-Lockdrop. It is a fair and low-risk valuable token issuing system without ICO. ● Plasm block rewards. It gives application developers a sustainable incentive. ● Operator trading. It is possible for plasm application developers to buy and sell operator’s authorities like M & A. Reference Lockrop : https://blog.edgewa.re/whats-in-a-lockdrop/ https://blog.edgewa.re/full-details-on-the-edgeware-lockdrop/