當我們在談論經濟模型時，我們在談論什么

2024-07-17 16:07:30

從比特幣關機價聊起

近期，隨着 Mt. Gox 开始賠付比特幣與德國政府頻繁出售比特幣，比特幣價格一度跌破 5.4 萬美元（現在已經漲回 6 萬美元上方），觸及部分比特幣礦機「關機價」。

據調查機構顯示，若比特幣來到 5.4 萬，只有效率超過 23 W/T 的 ASIC 礦機才能夠盈利，僅有 5 個型號的礦機可苦苦支撐。這意味着，如果比特幣價格跌破關機價，一些抗風險能力體量較小的礦工就會謀求退出止損。當這些礦工退出時，往往會拋售比特幣換取現金，同時降價售賣礦機，引發比特幣價格進一步下跌，這個現象即為礦工投降（Miner Capitulation）。

所謂關機價其實就是比特幣礦機挖礦的成本價，那么這個成本價是如何計算出來的呢？為了回答這個問題，我們必須要先了解比特幣的經濟模型和 PoW 機制。

比特幣預先編程了 2100 萬的總供應量，大約每 10 分鐘开採一個區塊，獎勵礦工若幹個比特幣。獎勵的數量在比特幣开始時是每個區塊 50 比特幣，然後每 21 萬塊（大約每四年）獎勵會減半，最近的減半事件是在 2024 年 4 月 23 日發生的，減半時區塊高度為 84 萬，獎勵降到每個區塊 3.125 比特幣。除了區塊獎勵外，礦工還會收取打包交易的手續費，每筆交易的手續費一般在 0.0001 ~ 0.0005 比特幣之間。手續費由市場調節，使用比特幣轉账的用戶越多，礦工就會越忙，如果交易手續費設置的過低，交易就會被礦工忽略。

當比特幣網絡中發生交易時，這些交易會被放入內存池（mempool）中。然後，礦工從內存池中選擇一組交易，嘗試組成一個新的區塊。要做到這一點，礦工需要找出隨機數中的某個特定數值，並將這個特定數值與區塊數據結合起來，生成一個滿足網絡難度目標的哈希值，這個過程就是“挖礦”，誰先計算出符合條件的哈希值，誰就獲得了記账權，也就是挖礦成功。難度目標是一個動態值，每 2016 個區塊（大約每兩周）調整一次，從而讓比特幣的平均出塊時間維持在 10 分鐘左右。因此全網算力越大，難度目標就會越大。

上面提到的算力就是比特幣礦機挖礦的能力，也就是每秒能做多少次哈希碰撞，目前算力的單位一般採用 TH/s，即每秒 10 ^ 12 次哈希，全網算力大約 630 EH/s，即每秒 6.310 ^ 20 次哈希，因此每 T 算力每天理論能挖到 810 ^(-7) 個比特幣。對於礦工來說，支出除了礦機購买、礦場運營管理費用外，其他主要就是挖礦的電費，以螞蟻 S 19 pro 礦機為例，額定算力 110 T，額定功耗 3250 W，可以推算出每 T 算力每天耗電為 0.709 kW，不同國家地區電費差異巨大，按照 0.055 u/kw 計算，一個比特幣成本在 5 萬美元左右。下圖是 F 2 Pool 的比特幣挖礦數據，跟筆者的估算基本一致。

以上的前提都建立在全網算力在 630 EH/s 的情況下，一旦出現「礦工投降」，全網算力就會下降，开採一個比特幣的成本也會隨之下降。同樣的，如果比特幣價格升高，礦工有利可圖，全網算力就會上升，开採一個比特幣的成本也會隨之上升。

因此比特幣的「關機價」其實也是市場調節和礦工博弈的結果，而這一切都建立在比特幣簡潔而有效的經濟模型之上。

PoS 下的經濟模型

在以比特幣為代表的 PoW 公鏈的經濟模型中，礦工是最重要的參與者，但是在 PoS 的公鏈（例如以太坊和 Solana）中，並沒有礦工的角色，那么他們的經濟模型又是什么樣的呢。

首先我們要知道，PoS 機制與 PoW 機制最大的不同是，在 PoS 下，參與共識出塊的節點是有准入機制的，通常該機制由質押（Staking）來實現。在該機制中，節點需質押一定數量的平臺代幣，才有資格參與網絡共識；同時，平臺會向這些節點發放平臺代幣作為區塊獎勵，激勵它們為網絡穩定性做出貢獻。在 PoS 下，通過質押參與網絡共識的節點一般稱之為驗證者（Validator）。

其次，如果平臺代幣是無限增發的（例如以太坊和 Solana），還需要考慮平臺代幣的通脹問題。平臺代幣的增發通常由驗證者區塊獎勵實現，銷毀一般是以交易費的形式進行流動性回收，如收回到項目方國庫、協議內燃燒掉等方式。增發與回收需要達到平衡，允許部分時間內通脹或通縮，但是不能長期通脹或通縮，以維護經濟穩定。

最後，還有平臺代幣的功能，不同於比特幣只能作為交易手續費，PoS 的平臺代幣由於存在質押的區塊獎勵，具備生息功能，因此部分平臺還會有委托質押的設計，可以降低市場上平臺代幣的流通量，也是維護經濟穩定。我們常說的流動性質押，通常就是第三方協議基於委托質押設計的，APR 來自於質押的區塊獎勵（和 MEV）。

以太坊

以太坊網絡初始供應量為 7200 萬，其中 6000 萬於 2014 年 7 月和 8 月舉行的衆籌活動中分配給了購买 ETH 的人們（平均售價約為每枚 0.3 美元），剩余 1200 萬於 2015 年網絡啓動時一半分給了 83 位早期對協議做出貢獻的人，另一半則留給了以太坊基金會。當前以太坊網絡的總供應量約為 1.2 億。

2022 年 9 月，以太坊由 PoW 轉為 PoS（The Merge），啓動了信標鏈。以太坊網絡的通脹設計以此為界，分為兩個階段：在以太坊轉為 PoS 前，每年增發約 484 萬 ETH，通脹率約 4% ；在以太坊轉為 PoS 後，每年增發約 301 萬 ETH，通脹率約 2.5% 。實際上，自以太坊轉為 POS 以來，由於 EIP-1559 約定每筆交易會燃燒一部分 ETH 作為網絡的基礎費用，因此大部分時間 ETH 是通縮，平均通縮率為 1.4% 。

在以太坊網絡中，如果一個節點想要成為信標鏈的驗證者，需要質押 32 個 ETH，超過 32 個 ETH 不會增加該驗證者在網絡上的權重。信標鏈中每個時段（epoch）有 32 個時隙（slot），每個時隙大概 12 秒，會產生一個區塊。以太坊以時段發放獎勵，其數額是從基礎獎勵計算的，基礎獎勵代表了在每個時段的最佳條件下每個驗證者的平均獎勵，其中區塊的提議者可以拿走 1/8 的基礎獎勵，其他獎勵會分給投票者（前提是作出與大多數其他驗證者一致的投票）和同步委員會的參與者，獎勵分配跟驗證者的有效余額以及活躍驗證者的總數有關。關於驗證者獎勵的詳情，讀者可以自行去了解以太坊的 Gaper 共識，這也是以太坊協議最復雜的設計之一。

由於以太坊質押至少需要 32 個 ETH，不支持將 ETH 委托給其他驗證者質押，並且提出質押的 ETH 還有 27 個小時的解鎖期。這些規則對質押者來說是存在一定阻礙，因此，為了給用戶提供更便於參與的質押環境，市場上出了流動性質押（Liquid staking token, LST）協議。原理是通過將 ETH 匯集在一起，以繞過 32 個 ETH 的最低要求，不需要每個用戶操作自己的驗證器，質押池會處理相應操作，並且還能給用戶提供相應的質押憑證，以參與其他的 DeFi 應用，提高資金利用率。

以太坊流動性質押領域的行業老大 Lido 推出的 stETH，已經佔據了以太坊 LST 賽道大部分的市場份額。Lido 讓普通用戶通過 Lido 平臺，可以質押任意數量的 ETH，質押後的 ETH 變成 stETH 可隨時換成 ETH，解決了原生質押的痛點。當前以太坊網絡中，質押的 ETH 為 3254 萬，佔總供應量的 27% ，其中 Lido 貢獻了 980 萬，stETH 佔質押 ETH 的 30% 。

Solana

Solana 網絡初始供應量為 5 億，其中 38% 給社區儲備基金， 12.5% 給團隊成員， 12.5% 給 Solana 基金會，剩余 37% 給投資者。當前 Solana 網絡的總供應量約為 5.8 億，流通 4.6 億，流通率約 80% 。剩下 20% 的 SOL 鎖定在投資者和團隊手中，最顯著的解鎖將在 2025 年 3 月發生，約 4500 萬枚。

Solana 的初始通脹率為 8% ，每年遞減率為 -15% ，長期通脹率為 1.5% 。

Solana 網絡對於驗證者的最低質押金額沒有要求，但驗證者的投票權力和質押獎勵會按照其質押金額的比例進行分配。Solana 網絡支持委托質押（delegate staking），用戶通過委托質押的方式，將自身的 SOL 質押給已存在的驗證者來分享收益。委托質押並不意味着將 SOL 委托給驗證者，SOL 仍然保留在用戶的錢包中，這使其與持有它們一樣安全。目前有 1500 個驗證節點，APR 平均在 7% 左右。

驗證者執行驗證交易和提議區塊的工作：每當驗證者提交正確且成功的投票（這本身就是一筆交易，驗證者支付交易費用）時，他們就會獲得積分；提議區塊沒有額外的積分，區塊獎勵僅僅包括區塊中包含的交易費用，並且只有 50% 的費用作為區塊獎勵流向驗證者，另外 50% 將被銷毀。在一個時段中，驗證者會積累這些積分，然後它們可以在時段結束時“兌換”一定比例的 SOL 獎勵，積分到獎勵的“兌換”是通過權益加權計算，即驗證者佔總積分（所有驗證者的積分之和）的百分比獲得相應的 SOL。

Solana 網絡上的 LST 現狀與以太坊顯著不同。Solana 網絡中流通中的 SOL 的質押比例超過 80% ，遠高於以太坊的 27% 。然而，LST 僅佔質押供應量的 6% （相比之下，以太坊超過 40% ）。主要原因是 Solana 網絡原生支持委托質押，且 DeFi 協議生態尚處於早期，Lido 及其同類產品在以太坊上試圖解決的問題在 Solana 上並不存在。Jito 是 Solana 網絡 LST 的龍頭，Jito 將用戶的 SOL 委托給支持 MEV （Jito-Solana 驗證器客戶端）的驗證者節點變成 JitoSOL，其中 MEV 收益作為額外收益分配給質押者。因此 Jito 平臺的 APR 比委托質押更高，目前可以達到 7.92% ，JitoSOL 佔質押 SOL 的 3% 。