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從比特幣關(guān)機(jī)價(jià)聊起
近期，隨著 Mt. Gox 開始賠付比特幣與德國政府頻繁出售比特幣，比特幣價(jià)格一度跌破 5.4 萬美元（現(xiàn)在已經(jīng)漲回 6 萬美元上方），觸及部分比特幣礦機(jī)「關(guān)機(jī)價(jià)」。
據(jù)調(diào)查機(jī)構(gòu)顯示，若比特幣來到 5.4 萬，只有效率超過 23W/T 的 ASIC 礦機(jī)才能夠盈利，僅有 5 個(gè)型號(hào)的礦機(jī)可苦苦支撐。這意味著，如果比特幣價(jià)格跌破關(guān)機(jī)價(jià)，一些抗風(fēng)險(xiǎn)能力體量較小的礦工就會(huì)謀求退出止損。當(dāng)這些礦工退出時(shí)，往往會(huì)拋售比特幣換取現(xiàn)金，同時(shí)降價(jià)售賣礦機(jī)，引發(fā)比特幣價(jià)格進(jìn)一步下跌，這個(gè)現(xiàn)象即為礦工投降（Miner Capitulation）。
所謂關(guān)機(jī)價(jià)其實(shí)就是比特幣礦機(jī)挖礦的成本價(jià)，那么這個(gè)成本價(jià)是如何計(jì)算出來的呢？為了回答這個(gè)問題，我們必須要先了解比特幣的經(jīng)濟(jì)模型和 PoW 機(jī)制。
比特幣預(yù)先編程了 2100 萬的總供應(yīng)量，大約每 10 分鐘開采一個(gè)區(qū)塊，獎(jiǎng)勵(lì)礦工若干個(gè)比特幣。獎(jiǎng)勵(lì)的數(shù)量在比特幣開始時(shí)是每個(gè)區(qū)塊 50 比特幣，然后每 21 萬塊（大約每四年）獎(jiǎng)勵(lì)會(huì)減半，最近的減半事件是在 2024 年 4 月 23 日發(fā)生的，減半時(shí)區(qū)塊高度為 84 萬，獎(jiǎng)勵(lì)降到每個(gè)區(qū)塊 3.125 比特幣。除了區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)外，礦工還會(huì)收取打包交易的手續(xù)費(fèi)，每筆交易的手續(xù)費(fèi)一般在 0.0001 ~ 0.0005 比特幣之間。手續(xù)費(fèi)由市場調(diào)節(jié)，使用比特幣轉(zhuǎn)賬的用戶越多，礦工就會(huì)越忙，如果交易手續(xù)費(fèi)設(shè)置的過低，交易就會(huì)被礦工忽略。
當(dāng)比特幣網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生交易時(shí)，這些交易會(huì)被放入內(nèi)存池（mempool）中。然后，礦工從內(nèi)存池中選擇一組交易，嘗試組成一個(gè)新的區(qū)塊。要做到這一點(diǎn)，礦工需要找出隨機(jī)數(shù)中的某個(gè)特定數(shù)值，并將這個(gè)特定數(shù)值與區(qū)塊數(shù)據(jù)結(jié)合起來，生成一個(gè)滿足網(wǎng)絡(luò)難度目標(biāo)的哈希值，這個(gè)過程就是“挖礦”，誰先計(jì)算出符合條件的哈希值，誰就獲得了記賬權(quán)，也就是挖礦成功。難度目標(biāo)是一個(gè)動(dòng)態(tài)值，每 2016 個(gè)區(qū)塊（大約每兩周）調(diào)整一次，從而讓比特幣的平均出塊時(shí)間維持在 10 分鐘左右。因此全網(wǎng)算力越大，難度目標(biāo)就會(huì)越大。
上面提到的算力就是比特幣礦機(jī)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采用 TH/s，即每秒 10^12 次哈希，全網(wǎng)算力大約 630 EH/s，即每秒 6.3*10^20 次哈希，因此每 T 算力每天理論能挖到 8*10^(-7) 個(gè)比特幣。對(duì)于礦工來說，支出除了礦機(jī)購買、礦場運(yùn)營管理費(fèi)用外，其他主要就是挖礦的電費(fèi)，以螞蟻 S19 pro 礦機(jī)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(qū)電費(fèi)差異巨大，按照 0.055 u/kw 計(jì)算，一個(gè)比特幣成本在 5 萬美元左右。下圖是 F2Pool 的比特幣挖礦數(shù)據(jù)，跟筆者的估算基本一致。
以上的前提都建立在全網(wǎng)算力在 630 EH/s 的情況下，一旦出現(xiàn)「礦工投降」，全網(wǎng)算力就會(huì)下降，開采一個(gè)比特幣的成本也會(huì)隨之下降。同樣的，如果比特幣價(jià)格升高，礦工有利可圖，全網(wǎng)算力就會(huì)上升，開采一個(gè)比特幣的成本也會(huì)隨之上升。
因此比特幣的「關(guān)機(jī)價(jià)」其實(shí)也是市場調(diào)節(jié)和礦工博弈的結(jié)果，而這一切都建立在比特幣簡潔而有效的經(jīng)濟(jì)模型之上。
PoS 下的經(jīng)濟(jì)模型
在以比特幣為代表的 PoW 公鏈的經(jīng)濟(jì)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，并沒有礦工的角色，那么他們的經(jīng)濟(jì)模型又是什么樣的呢？
首先我們要知道，PoS 機(jī)制與 PoW 機(jī)制最大的不同是，在 PoS 下，參與共識(shí)出塊的節(jié)點(diǎn)是有準(zhǔn)入機(jī)制的，通常該機(jī)制由質(zhì)押（Staking）來實(shí)現(xiàn)。在該機(jī)制中，節(jié)點(diǎn)需質(zhì)押一定數(shù)量的平臺(tái)代幣，才有資格參與網(wǎng)絡(luò)共識(shí)；同時(shí)，平臺(tái)會(huì)向這些節(jié)點(diǎn)發(fā)放平臺(tái)代幣作為區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)，激勵(lì)它們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性做出貢獻(xiàn)。在 PoS 下，通過質(zhì)押參與網(wǎng)絡(luò)共識(shí)的節(jié)點(diǎn)一般稱之為驗(yàn)證者（Validator）。
其次，如果平臺(tái)代幣是無限增發(fā)的（例如以太坊和 Solana），還需要考慮平臺(tái)代幣的通脹問題。平臺(tái)代幣的增發(fā)通常由驗(yàn)證者區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)實(shí)現(xiàn)，銷毀一般是以交易費(fèi)的形式進(jìn)行流動(dòng)性回收，如收回到項(xiàng)目方國庫、協(xié)議內(nèi)燃燒掉等方式。增發(fā)與回收需要達(dá)到平衡，允許部分時(shí)間內(nèi)通脹或通縮，但是不能長期通脹或通縮，以維護(hù)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定。
最后，還有平臺(tái)代幣的功能，不同于比特幣只能作為交易手續(xù)費(fèi)，PoS 的平臺(tái)代幣由于存在質(zhì)押的區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)，具備生息功能，因此部分平臺(tái)還會(huì)有委托質(zhì)押的設(shè)計(jì)，可以降低市場上平臺(tái)代幣的流通量，也是維護(hù)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定。我們常說的流動(dòng)性質(zhì)押，通常就是第三方協(xié)議基于委托質(zhì)押設(shè)計(jì)的，APR 來自于質(zhì)押的區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)（和 MEV）。
以太坊
以太坊網(wǎng)絡(luò)初始供應(yīng)量為 7200 萬，其中 6000 萬于 2014 年 7 月和 8 月舉行的眾籌活動(dòng)中分配給了購買 ETH 的人們（平均售價(jià)約為每枚 0.3 美元），剩余 1200萬 于 2015 年網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)時(shí)一半分給了 83 位早期對(duì)協(xié)議做出貢獻(xiàn)的人，另一半則留給了以太坊基金會(huì)。當(dāng)前以太坊網(wǎng)絡(luò)的總供應(yīng)量約為 1.2 億。
2022 年 9 月，以太坊由 PoW 轉(zhuǎn)為 PoS（The Merge），啟動(dòng)了信標(biāo)鏈。以太坊網(wǎng)絡(luò)的通脹設(shè)計(jì)以此為界，分為兩個(gè)階段：在以太坊轉(zhuǎn)為 PoS 前，每年增發(fā)約 484 萬 ETH，通脹率約 4%；在以太坊轉(zhuǎn)為 PoS 后，每年增發(fā)約 301 萬 ETH，通脹率約 2.5%。實(shí)際上，自以太坊轉(zhuǎn)為 POS 以來，由于 EIP-1559 約定每筆交易會(huì)燃燒一部分 ETH 作為網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)費(fèi)用，因此大部分時(shí)間 ETH 是通縮，平均通縮率為 1.4%。
在以太坊網(wǎng)絡(luò)中，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)想要成為信標(biāo)鏈的驗(yàn)證者，需要質(zhì)押 32 個(gè) ETH，超過 32 個(gè) ETH 不會(huì)增加該驗(yàn)證者在網(wǎng)絡(luò)上的權(quán)重。信標(biāo)鏈中每個(gè)時(shí)段（epoch）有 32 個(gè)時(shí)隙（slot），每個(gè)時(shí)隙大概 12 秒，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)區(qū)塊。以太坊以時(shí)段發(fā)放獎(jiǎng)勵(lì)，其數(shù)額是從基礎(chǔ)獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)算的，基礎(chǔ)獎(jiǎng)勵(lì)代表了在每個(gè)時(shí)段的最佳條件下每個(gè)驗(yàn)證者的平均獎(jiǎng)勵(lì)，其中區(qū)塊的提議者可以拿走 1/8 的基礎(chǔ)獎(jiǎng)勵(lì)，其他獎(jiǎng)勵(lì)會(huì)分給投票者（前提是作出與大多數(shù)其他驗(yàn)證者一致的投票）和同步委員會(huì)的參與者，獎(jiǎng)勵(lì)分配跟驗(yàn)證者的有效余額以及活躍驗(yàn)證者的總數(shù)有關(guān)。關(guān)于驗(yàn)證者獎(jiǎng)勵(lì)的詳情，讀者可以自行去了解以太坊的 Gaper 共識(shí)，這也是以太坊協(xié)議最復(fù)雜的設(shè)計(jì)之一。
由于以太坊質(zhì)押至少需要 32 個(gè) ETH，不支持將 ETH 委托給其他驗(yàn)證者質(zhì)押，并且提出質(zhì)押的 ETH 還有 27 個(gè)小時(shí)的解鎖期。這些規(guī)則對(duì)質(zhì)押者來說是存在一定阻礙，因此，為了給用戶提供更便于參與的質(zhì)押環(huán)境，市場上出現(xiàn)了流動(dòng)性質(zhì)押（Liquid staking token, LST）協(xié)議。原理是通過將 ETH 匯集在一起，以繞過 32 個(gè) ETH 的最低要求，不需要每個(gè)用戶操作自己的驗(yàn)證器，質(zhì)押池會(huì)處理相應(yīng)操作，并且還能給用戶提供相應(yīng)的質(zhì)押憑證，以參與其他的 DeFi 應(yīng)用，提高資金利用率。
以太坊流動(dòng)性質(zhì)押領(lǐng)域的行業(yè)老大 Lido 推出的 stETH，已經(jīng)占據(jù)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(tái)，可以質(zhì)押任意數(shù)量的 ETH，質(zhì)押后的 ETH 變成 stETH 可隨時(shí)換成 ETH，解決了原生質(zhì)押的痛點(diǎn)。當(dāng)前以太坊網(wǎng)絡(luò)中， 質(zhì)押的 ETH 為 3254 萬，占總供應(yīng)量的 27%，其中 Lido 貢獻(xiàn)了 980 萬，stETH 占質(zhì)押 ETH 的 30%。
Solana
Solana 網(wǎng)絡(luò)初始供應(yīng)量為 5 億，其中 38% 給社區(qū)儲(chǔ)備基金，12.5% 給團(tuán)隊(duì)成員，12.5% 給 Solana 基金會(huì)，剩余 37% 給投資者。當(dāng)前 Solana 網(wǎng)絡(luò)的總供應(yīng)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(tuán)隊(duì)手中，最顯著的解鎖將在 2025 年 3 月發(fā)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(wǎng)絡(luò)對(duì)于驗(yàn)證者的最低質(zhì)押金額沒有要求，但驗(yàn)證者的投票權(quán)力和質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)會(huì)按照其質(zhì)押金額的比例進(jìn)行分配。Solana 網(wǎng)絡(luò)支持委托質(zhì)押（delegate staking），用戶通過委托質(zhì)押的方式，將自身的 SOL 質(zhì)押給已存在的驗(yàn)證者來分享收益。委托質(zhì)押并不意味著將 SOL 委托給驗(yàn)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(gè)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，APR 平均在 7% 左右。
驗(yàn)證者執(zhí)行驗(yàn)證交易和提議區(qū)塊的工作：每當(dāng)驗(yàn)證者提交正確且成功的投票（這本身就是一筆交易，驗(yàn)證者支付交易費(fèi)用）時(shí)，他們就會(huì)獲得積分；提議區(qū)塊沒有額外的積分，區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)僅僅包括區(qū)塊中包含的交易費(fèi)用，并且只有 50% 的費(fèi)用作為區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)流向驗(yàn)證者，另外 50% 將被銷毀。在一個(gè)時(shí)段中，驗(yàn)證者會(huì)積累這些積分，然后它們可以在時(shí)段結(jié)束時(shí)“兌換”一定比例的 SOL 獎(jiǎng)勵(lì)，積分到獎(jiǎng)勵(lì)的“兌換”是通過權(quán)益加權(quán)計(jì)算，即驗(yàn)證者占總積分（所有驗(yàn)證者的積分之和）的百分比獲得相應(yīng)的 SOL。
Solana 網(wǎng)絡(luò)上的 LST 現(xiàn)狀與以太坊顯著不同。Solana 網(wǎng)絡(luò)中流通中的 SOL 的質(zhì)押比例超過 80%，遠(yuǎn)高于以太坊的 27%。然而，LST 僅占質(zhì)押供應(yīng)量的 6%（相比之下，以太坊超過 40%）。主要原因是 Solana 網(wǎng)絡(luò)原生支持委托質(zhì)押，且 DeFi 協(xié)議生態(tài)尚處于早期，Lido 及其同類產(chǎn)品在以太坊上試圖解決的問題在 Solana 上并不存在。Jito 是 Solana 網(wǎng)絡(luò) LST 的龍頭，Jito 將用戶的 SOL 委托給支持 MEV （Jito-Solana 驗(yàn)證器客戶端）的驗(yàn)證者節(jié)點(diǎn)變成 JitoSOL，其中 MEV 收益作為額外收益分配給質(zhì)押者。因此 Jito 平臺(tái)的 APR 比委托質(zhì)押更高，目前可以達(dá)到 7.92%，JitoSOL 占質(zhì)押 SOL 的 3%。
總結(jié)
經(jīng)濟(jì)模型是以長期運(yùn)行為目標(biāo)的區(qū)塊鏈最重要的設(shè)計(jì)，沒有之一。相比于以比特幣為代表的 PoW 公鏈簡單而有效的經(jīng)濟(jì)模型，以以太坊、Solana 為代表的 PoS 公鏈的經(jīng)濟(jì)模型的設(shè)計(jì)通常非常復(fù)雜——要考慮質(zhì)押機(jī)制、激勵(lì)機(jī)制、通脹參數(shù)、代幣功能。
從新公鏈的經(jīng)濟(jì)模型來看，絕大多數(shù)都采用了 PoS 而非 PoW 共識(shí)機(jī)制，究其原因，除了 PoS 更節(jié)能外，還有更好的吞吐量和交易確認(rèn)時(shí)間，每秒鐘可以處理更多的交易，性能是區(qū)塊鏈走向大規(guī)模采用的基石。
在相同成本下， PoS 也更具安全性，受到攻擊也更容易恢復(fù)。因?yàn)轵?yàn)證者是利益相關(guān)者，誠實(shí)的驗(yàn)證者會(huì)被獎(jiǎng)勵(lì)，作惡的驗(yàn)證者會(huì)被懲罰—— 當(dāng)然最大的利益相關(guān)者會(huì)獲得最多的回報(bào)，也會(huì)造成財(cái)富集中問題。
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