比特幣關機價的探討與區塊鏈經濟模型設計

近期，比特幣價格一度跌破5.4萬美元，觸及部分比特幣礦機的"關機價"。數據顯示，當比特幣價格達到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種型號的礦機可以勉強維持運營。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會選擇退出止損。這種情況下，礦工可能會拋售比特幣換取現金，並降價出售礦機，進一步推動比特幣價格下跌，這種現象被稱爲礦工投降。

關機價實際上就是比特幣礦機挖礦的成本價。要理解這個成本價如何計算，我們需要先了解比特幣的經濟模型和工作量證明(PoW)機制。

比特幣的總供應量被限制在2100萬個，約每10分鍾開採一個區塊，獎勵礦工一定數量的比特幣。最初每個區塊獎勵50個比特幣，之後每21萬個區塊（約4年）獎勵減半。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。除了區塊獎勵，礦工還會收取交易手續費，通常每筆交易的手續費在0.0001到0.0005比特幣之間。

比特幣網路中的交易首先進入內存池。礦工從內存池中選擇交易組成新區塊，通過尋找特定的隨機數與區塊數據結合，生成滿足網路難度目標的哈希值。這個過程就是"挖礦"，首先計算出符合條件哈希值的礦工獲得記帳權。難度目標每2016個區塊（約兩周）調整一次，以保持平均出塊時間在10分鍾左右。

算力是比特幣礦機挖礦的能力，即每秒能進行多少次哈希碰撞。目前算力單位通常採用TH/s，即每秒10^12次哈希。全網算力約爲630 EH/s，即每秒6.310^20次哈希。因此，每T算力每天理論上能挖到810^(-7)個比特幣。

對礦工而言，主要支出包括礦機購買、礦場運營管理費用和挖礦電費。以螞蟻S19 pro礦機爲例，額定算力110 T，額定功耗3250 W，可推算出每T算力每天耗電0.709 kW。不同地區電費差異很大，按0.055美元/kW計算，一個比特幣的成本約爲5萬美元。

需要注意的是，"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而有效的經濟模型之上。

PoS下的經濟模型

與以比特幣爲代表的PoW公鏈不同，PoS公鏈（如以太坊和Solana）沒有礦工角色，其經濟模型有所不同。

在PoS機制中，參與共識出塊的節點需要通過質押(Staking)一定數量的平台代幣才能參與網路共識。平台會向這些節點發放代幣作爲區塊獎勵，激勵它們維護網路穩定。這些節點通常被稱爲驗證者(Validator)。

對於無限增發的平台代幣（如以太坊和Solana），還需考慮通脹問題。代幣增發通常通過驗證者區塊獎勵實現，而銷毀則通過交易費進行流動性回收。增發與回收需要達到平衡，以維護經濟穩定。

PoS平台代幣由於存在質押的區塊獎勵，具備生息功能。部分平台還支持委托質押，可以降低市場上平台代幣的流通量，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，APR來自質押的區塊獎勵（和MEV）。

以太坊

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，以太坊從PoW轉爲PoS，啓動了信標鏈。轉爲PoS後，每年增發約301萬ETH，通脹率約2.5%。實際上，由於EIP-1559規定每筆交易會燃燒一部分ETH作爲基礎費用，因此大部分時間ETH處於通縮狀態，平均通縮率爲1.4%。

在以太坊網路中，成爲信標鏈驗證者需質押32個ETH。信標鏈每個時段有32個時隙，每個時隙約12秒，會產生一個區塊。以太坊按時段發放獎勵，其數額基於基礎獎勵計算。區塊提議者可獲得1/8的基礎獎勵，其他獎勵分給投票者和同步委員會參與者。

由於以太坊質押門檻較高，市場上出現了流動性質押(LST)協議，如Lido推出的stETH。Lido允許用戶質押任意數量的ETH，獲得的stETH可隨時兌換成ETH，解決了原生質押的痛點。目前，以太坊網路中質押的ETH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

Solana網路初始供應量爲5億，當前總供應量約爲5.8億，流通4.6億，流通率約80%。Solana的初始通脹率爲8%，每年遞減率爲-15%，長期通脹率爲1.5%。

Solana網路對驗證者的最低質押金額沒有要求，但投票權力和質押獎勵按質押金額比例分配。Solana支持委托質押，用戶可將SOL質押給現有驗證者分享收益。目前有1500個驗證節點，APR平均在7%左右。

驗證者通過提交正確投票獲得積分，在時段結束時可兌換一定比例的SOL獎勵。區塊獎勵僅包括交易費用的50%，另50%被銷毀。

Solana網路上的LST現狀與以太坊有顯著不同。流通中的SOL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%（以太坊超過40%）。這主要是因爲Solana原生支持委托質押，且DeFi生態尚處早期。Jito是Solana網路LST的龍頭，將用戶的SOL委托給支持MEV的驗證者節點變成JitoSOL，APR可達7.92%，JitoSOL佔質押SOL的3%。

結語

經濟模型是區塊鏈長期運行的關鍵設計。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而非PoW共識機制，主要原因包括更好的能源效率、更高的吞吐量和更快的交易確認時間。在相同成本下，PoS也具有更好的安全性和恢復能力。然而，PoS機制也可能導致財富集中的問題，因爲最大的利益相關者會獲得最多回報。