比特币关机价与加密货币经济模型探讨

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种型号的矿机可以勉强维持。这意味着如果价格继续下跌，一些抗风险能力较弱的小型矿工可能会选择退出止损。当这些矿工退出时，往往会抛售比特币换取现金，同时低价出售矿机，进一步推动比特币价格下跌，这种现象被称为"矿工投降"。

所谓关机价实际上就是比特币矿机挖矿的成本价。要理解这个成本价是如何计算的，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。最初每个区块奖励50个比特币，之后每21万个区块(约4年)奖励减半。最近一次减半发生在2024年4月23日，区块高度达到84万时，奖励降至每个区块3.125个比特币。除了区块奖励，矿工还能获得交易手续费，通常每笔交易的手续费在0.0001到0.0005比特币之间。手续费由市场决定，使用比特币转账的用户越多，矿工就越忙碌，如果手续费设置过低，交易可能会被忽略。

比特币网络中的交易首先进入内存池。矿工从中选择一组交易，试图组成新的区块。这需要找出一个特定的随机数，与区块数据结合生成满足网络难度要求的哈希值，这个过程就是"挖矿"。谁先计算出符合条件的哈希值，谁就获得记账权，即挖矿成功。难度目标每2016个区块(约两周)调整一次，以保持平均出块时间在10分钟左右。因此，全网算力越大，难度目标就会越高。

算力是比特币矿机挖矿的能力，即每秒能进行多少次哈希运算。目前算力单位通常采用TH/s，即每秒1万亿次哈希。全网算力约为630 EH/s，即每秒6.310^20次哈希。因此，每T算力每天理论上能挖到810^(-7)个比特币。对矿工而言，除了矿机购买和运营管理费用外，主要支出是挖矿的电费。以蚂蚁S19 pro矿机为例，额定算力110 T，额定功耗3250 W，可以推算出每T算力每天耗电0.709 kW。不同地区电费差异巨大，按0.055美元/千瓦时计算，一个比特币的成本在5万美元左右。

需要注意的是，上述计算基于全网算力保持在630 EH/s的假设。一旦出现"矿工投降"，全网算力下降，挖掘一个比特币的成本也会随之降低。相反，如果比特币价格上涨，矿工利润增加，全网算力就会上升，挖掘成本也会相应提高。

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而有效的经济模型之上。

在以太坊和Solana等采用权益证明(PoS)机制的公链中，经济模型有所不同。PoS机制下，参与共识出块的节点需要通过质押一定数量的平台代币来获得资格。平台会向这些节点发放代币作为区块奖励，激励它们维护网络稳定。在PoS中，通过质押参与网络共识的节点通常被称为验证者。

对于无限增发代币的平台(如以太坊和Solana)，还需考虑通胀问题。代币增发通常通过验证者区块奖励实现，而销毁则通过交易费等方式进行流动性回收。增发与回收需要达到平衡，以维护经济稳定。

此外，PoS平台的代币具有生息功能，因此部分平台还设计了委托质押机制，可以降低市场上代币的流通量，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，其年化收益率(APR)来自质押的区块奖励和最大可提取价值(MEV)。

以太坊网络初始供应量为7200万，当前总供应量约为1.2亿。2022年9月以太坊从PoW转为PoS后，年增发量从484万ETH降至301万ETH，通胀率从4%降至2.5%。实际上，由于EIP-1559规定每笔交易会燃烧部分ETH作为基础费用，以太坊大部分时间处于通缩状态，平均通缩率为1.4%。

在以太坊网络中，成为验证者需质押32个ETH。验证者的奖励包括区块提议者奖励、投票奖励和同步委员会参与奖励，具体分配与验证者的有效余额和活跃验证者总数有关。

由于以太坊质押门槛较高且不支持委托质押，市场上出现了流动性质押协议，如Lido的stETH。这些协议允许用户质押任意数量的ETH，并获得可随时兑换的质押凭证。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网络对验证者的最低质押金额没有要求，但投票权力和质押奖励按质押金额比例分配。Solana支持委托质押，用户可将SOL质押给现有验证者分享收益。目前有1500个验证节点，平均年化收益率约7%。

验证者通过提交正确投票和提议区块获得积分，积分可在每个时段结束时兑换成SOL奖励。区块奖励包括交易费用的50%，另50%被销毁。

与以太坊不同，Solana网络中流通的SOL质押比例超过80%，但流动性质押代币仅占质押供应量的6%。这主要是因为Solana原生支持委托质押，且DeFi生态还处于早期阶段。Jito是Solana网络流动性质押的领先平台，将用户的SOL委托给支持MEV的验证者节点，将MEV收益作为额外奖励分配给质押者。

总的来说，经济模型是区块链长期运行的关键设计。相比PoW公链，PoS公链的经济模型通常更为复杂，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而非PoW，主要是因为PoS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也面临财富集中的问题，因为最大的利益相关者往往能获得最多回报。