比特幣關機價探討與公鏈經濟模型分析

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，當比特幣價格降至5.4萬美元時，僅有效率超過23W/T的ASIC礦機才能盈利，約5種型號的礦機可維持運營。這意味着價格跌破關機價時，部分抗風險能力較弱的礦工可能選擇退出止損。這些礦工退出時往往會拋售比特幣換取現金，同時降價出售礦機，可能引發比特幣價格進一步下跌，形成所謂的"礦工投降"現象。

關機價實際上就是比特幣礦機挖礦的成本價。要理解這一概念，需要先了解比特幣的經濟模型和工作量證明(PoW)機制。比特幣總供應量被預設爲2100萬枚，約每10分鍾開採一個區塊，獎勵礦工一定數量的比特幣。初始每區塊獎勵50比特幣，之後每21萬塊(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，獎勵降至每區塊3.125比特幣。除區塊獎勵外，礦工還收取交易手續費，一般爲每筆0.0001-0.0005比特幣。

比特幣網路中的交易被放入內存池，礦工從中選擇交易組成新區塊。礦工需要通過計算找出特定隨機數，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"。首個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)調整一次，以保持平均出塊時間在10分鍾左右。

算力是衡量比特幣礦機挖礦能力的指標，表示每秒可進行的哈希碰撞次數。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630 EH/s，即每秒6.310^20次哈希。據此可算出每T算力每天理論可挖得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，可推算每T算力每天耗電0.709 kW。不同地區電費差異較大，按0.055美元/千瓦時計算，一個比特幣成本約5萬美元。

需要注意的是，上述計算基於全網算力630 EH/s的情況。一旦出現"礦工投降"，全網算力下降，開採一個比特幣的成本也會相應降低。反之，若比特幣價格漲，礦工獲利增加，全網算力上升，開採成本也會隨之增加。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，建立在比特幣簡潔有效的經濟模型之上。

與以比特幣爲代表的PoW公鏈不同，PoS公鏈(如以太坊和Solana)的經濟模型中沒有礦工角色。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，平台則向這些節點發放代幣作爲區塊獎勵，激勵其維護網路穩定。在PoS中，通過質押參與網路共識的節點稱爲驗證者(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，銷毀則以交易費形式進行流動性回收。增發與回收需要達到平衡，以維護經濟穩定。此外，PoS平台代幣具備生息功能，部分平台還設計有委托質押機制，可降低市場流通量，維護經濟穩定。

以太坊網路初始供應量爲7200萬，當前總供應量約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%。由於EIP-1559規定每筆交易會燃燒部分ETH作爲基礎費用，實際上以太坊大部分時間處於通縮狀態，平均通縮率爲1.4%。

以太坊網路中，節點需質押32個ETH才能成爲驗證者。驗證者獎勵包括區塊提議者獎勵、投票獎勵和同步委員會參與獎勵，分配與驗證者的有效餘額和活躍驗證者總數相關。由於質押門檻較高且不支持委托質押，市場上出現了流動性質押(LST)協議，如Lido推出的stETH，佔據了以太坊LST市場的大部分份額。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。

Solana網路初始供應量爲5億，當前總供應量約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，平均APR約7%。

驗證者通過提交正確投票獲得積分，區塊獎勵包括交易費用的50%，另50%被銷毀。驗證者在一個時段內積累積分，然後按權益加權計算兌換SOL獎勵。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APR，目前可達7.92%。

總的來說，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更爲復雜，需考慮質押機制、激勵機制、通脹參數和代幣功能等多個方面。大多數新公鏈採用PoS共識機制，主要是因爲其具有更好的能耗效率、吞吐量和交易確認時間，且在相同成本下提供更高的安全性。然而，PoS機制也可能導致財富集中的問題，這是設計經濟模型時需要權衡的因素之一。