比特币与PoS链的经济模型探讨

近期，比特币价格一度跌破5.4万美元，触及部分矿机的"关机价"。数据显示，当比特币价格降至5.4万美元时，仅有效率超过23W/T的ASIC矿机能够盈利，只有5种型号矿机可勉强维持运营。这意味着如果价格继续下跌，部分抗风险能力较弱的矿工可能被迫退出市场止损。当这些矿工退出时，往往会抛售比特币换取现金，同时低价抛售矿机，进一步加剧比特币价格下跌，这种现象被称为"矿工投降"。

所谓"关机价"实际上是比特币挖矿的成本价。要理解这一概念，我们需要先了解比特币的经济模型和工作量证明(PoW)机制。

比特币设定了2100万个的总供应量上限，约每10分钟产生一个区块，奖励矿工一定数量的比特币。初始奖励为每个区块50个比特币，之后每21万个区块(约4年)减半一次。最近一次减半发生在2024年4月23日，区块高度为84万，奖励降至每个区块3.125个比特币。除区块奖励外，矿工还能获得交易手续费，通常每笔交易收取0.0001-0.0005个比特币不等。手续费由市场供需决定，网络拥堵时费用会上涨。

比特币网络中的交易首先进入内存池，矿工从中选择交易组成新区块。挖矿过程需要矿工寻找一个特定随机数，将其与区块数据结合生成满足网络难度要求的哈希值。率先计算出符合条件哈希值的矿工获得记账权，即挖矿成功。难度目标每2016个区块(约两周)动态调整一次，以维持平均10分钟出块时间。因此，全网算力越高，难度也会随之提高。

算力代表矿机的哈希计算能力，单位通常为TH/s(每秒10^12次哈希)。目前全网算力约为630 EH/s，即每秒6.310^20次哈希。据此可计算出每T算力每天理论产出约810^(-7)个比特币。对矿工而言，主要支出包括矿机购置、运营管理费用和电费。以蚂蚁S19 pro矿机为例，额定算力110T，功耗3250W，每T算力日耗电约0.709kW。假设电价为0.055美元/kWh，一个比特币的成本约为5万美元。这与某矿池的数据基本吻合。

需要注意的是，上述计算基于630 EH/s的全网算力。一旦出现"矿工投降"，全网算力下降，单个比特币的开采成本也会随之降低。反之，如果比特币价格上涨，矿工利润增加，全网算力也会上升，开采成本随之提高。因此，比特币的"关机价"实际上是市场调节和矿工博弈的结果，这一切都建立在比特币简洁有效的经济模型之上。

在以太坊、Solana等权益证明(PoS)公链中，由于没有矿工角色，其经济模型也有所不同。PoS机制的主要特点是通过质押(Staking)实现准入机制。节点需质押一定数量的平台代币才能参与网络共识，同时获得区块奖励。这些参与共识的节点通常被称为验证者(Validator)。

对于采用无限增发机制的平台代币(如以太坊和Solana)，还需考虑通胀问题。通常通过验证者区块奖励实现增发，通过交易费销毁实现回收。增发与回收需要保持平衡，以维护经济稳定。

此外，PoS平台的代币往往具备生息功能，部分平台还支持委托质押，可降低市场流通量，有助于维护经济稳定。流动性质押通常是第三方协议基于委托质押设计的，收益来源于质押的区块奖励和MEV。

以太坊网络初始供应量为7200万，目前总供应量约为1.2亿。2022年9月以太坊由PoW转为PoS后，年增发量从约484万ETH降至301万ETH，通胀率从4%降至2.5%。实际上，由于EIP-1559引入的燃烧机制，以太坊大部分时间处于通缩状态，平均通缩率为1.4%。

以太坊验证者需质押32个ETH才能参与网络共识。验证者奖励按时段发放，包括基础奖励、区块提议奖励、投票奖励等。由于以太坊质押门槛较高，且不支持原生委托质押，市场上出现了流动性质押(LST)协议，如Lido的stETH，占据了以太坊LST市场的主导地位。目前以太坊网络中质押的ETH约为3254万，占总供应量的27%，其中Lido贡献了980万，stETH占质押ETH的30%。

Solana网络初始供应量为5亿，当前总供应量约为5.8亿，流通量4.6亿。Solana的初始通胀率为8%，每年递减15%，长期通胀率为1.5%。Solana对验证者没有最低质押要求，支持委托质押。验证者通过提交正确投票获得积分，积分可按比例兑换SOL奖励。

与以太坊不同，Solana网络中流通SOL的质押比例超过80%，但LST仅占质押供应量的6%。这主要是因为Solana原生支持委托质押，且DeFi生态尚处早期阶段。Jito是Solana网络LST的主要提供者，通过支持MEV的验证者节点提供更高的质押收益。

总的来说，经济模型是区块链长期运行的核心设计。相比PoW公链，PoS公链的经济模型设计通常更为复杂，需要考虑质押机制、激励机制、通胀参数和代币功能等多个方面。大多数新公链选择PoS机制，主要是因为其更节能、性能更好，且在相同成本下提供更高的安全性。然而，PoS也面临财富集中等问题，需要在设计中加以平衡。