比特幣與PoS鏈的經濟模型探討

近期，比特幣價格一度跌破5.4萬美元，觸及部分礦機的"關機價"。數據顯示，當比特幣價格降至5.4萬美元時，僅有效率超過23W/T的ASIC礦機能夠盈利，只有5種型號礦機可勉強維持運營。這意味着如果價格繼續下跌，部分抗風險能力較弱的礦工可能被迫退出市場止損。當這些礦工退出時，往往會拋售比特幣換取現金，同時低價拋售礦機，進一步加劇比特幣價格下跌，這種現象被稱爲"礦工投降"。

所謂"關機價"實際上是比特幣挖礦的成本價。要理解這一概念，我們需要先了解比特幣的經濟模型和工作量證明(PoW)機制。

比特幣設定了2100萬個的總供應量上限，約每10分鍾產生一個區塊，獎勵礦工一定數量的比特幣。初始獎勵爲每個區塊50個比特幣，之後每21萬個區塊(約4年)減半一次。最近一次減半發生在2024年4月23日，區塊高度爲84萬，獎勵降至每個區塊3.125個比特幣。除區塊獎勵外，礦工還能獲得交易手續費，通常每筆交易收取0.0001-0.0005個比特幣不等。手續費由市場供需決定，網路擁堵時費用會漲。

比特幣網路中的交易首先進入內存池，礦工從中選擇交易組成新區塊。挖礦過程需要礦工尋找一個特定隨機數，將其與區塊數據結合生成滿足網路難度要求的哈希值。率先計算出符合條件哈希值的礦工獲得記帳權，即挖礦成功。難度目標每2016個區塊(約兩周)動態調整一次，以維持平均10分鍾出塊時間。因此，全網算力越高，難度也會隨之提高。

算力代表礦機的哈希計算能力，單位通常爲TH/s(每秒10^12次哈希)。目前全網算力約爲630 EH/s，即每秒6.310^20次哈希。據此可計算出每T算力每天理論產出約810^(-7)個比特幣。對礦工而言，主要支出包括礦機購置、運營管理費用和電費。以螞蟻S19 pro礦機爲例，額定算力110T，功耗3250W，每T算力日耗電約0.709kW。假設電價爲0.055美元/kWh，一個比特幣的成本約爲5萬美元。這與某礦池的數據基本吻合。

需要注意的是，上述計算基於630 EH/s的全網算力。一旦出現"礦工投降"，全網算力下降，單個比特幣的開採成本也會隨之降低。反之，如果比特幣價格漲，礦工利潤增加，全網算力也會上升，開採成本隨之提高。因此，比特幣的"關機價"實際上是市場調節和礦工博弈的結果，這一切都建立在比特幣簡潔有效的經濟模型之上。

在以太坊、Solana等權益證明(PoS)公鏈中，由於沒有礦工角色，其經濟模型也有所不同。PoS機制的主要特點是通過質押(Staking)實現準入機制。節點需質押一定數量的平台代幣才能參與網路共識，同時獲得區塊獎勵。這些參與共識的節點通常被稱爲驗證者(Validator)。

對於採用無限增發機制的平台代幣(如以太坊和Solana)，還需考慮通脹問題。通常通過驗證者區塊獎勵實現增發，通過交易費銷毀實現回收。增發與回收需要保持平衡，以維護經濟穩定。

此外，PoS平台的代幣往往具備生息功能，部分平台還支持委托質押，可降低市場流通量，有助於維護經濟穩定。流動性質押通常是第三方協議基於委托質押設計的，收益來源於質押的區塊獎勵和MEV。

以太坊網路初始供應量爲7200萬，目前總供應量約爲1.2億。2022年9月以太坊由PoW轉爲PoS後，年增發量從約484萬ETH降至301萬ETH，通脹率從4%降至2.5%。實際上，由於EIP-1559引入的燃燒機制，以太坊大部分時間處於通縮狀態，平均通縮率爲1.4%。

以太坊驗證者需質押32個ETH才能參與網路共識。驗證者獎勵按時段發放，包括基礎獎勵、區塊提議獎勵、投票獎勵等。由於以太坊質押門檻較高，且不支持原生委托質押，市場上出現了流動性質押(LST)協議，如Lido的stETH，佔據了以太坊LST市場的主導地位。目前以太坊網路中質押的ETH約爲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網路初始供應量爲5億，當前總供應量約爲5.8億，流通量4.6億。Solana的初始通脹率爲8%，每年遞減15%，長期通脹率爲1.5%。Solana對驗證者沒有最低質押要求，支持委托質押。驗證者通過提交正確投票獲得積分，積分可按比例兌換SOL獎勵。

與以太坊不同，Solana網路中流通SOL的質押比例超過80%，但LST僅佔質押供應量的6%。這主要是因爲Solana原生支持委托質押，且DeFi生態尚處早期階段。Jito是Solana網路LST的主要提供者，通過支持MEV的驗證者節點提供更高的質押收益。

總的來說，經濟模型是區塊鏈長期運行的核心設計。相比PoW公鏈，PoS公鏈的經濟模型設計通常更爲復雜，需要考慮質押機制、激勵機制、通脹參數和代幣功能等多個方面。大多數新公鏈選擇PoS機制，主要是因爲其更節能、性能更好，且在相同成本下提供更高的安全性。然而，PoS也面臨財富集中等問題，需要在設計中加以平衡。