比特币关机价探讨与公链经济模型分析

近期，比特币价格一度跌破5.4万美元，触及部分比特币矿机的"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矿机才能盈利，约5种型号的矿机可维持运营。这意味着价格跌破关机价时，部分抗风险能力较弱的矿工可能选择退出止损。这些矿工退出时往往会抛售比特币换取现金，同时降价出售矿机，可能引发比特币价格进一步下跌，形成所谓的"矿工投降"现象。

关机价实际上就是比特币矿机挖矿的成本价。要理解这一概念，需要先了解比特币的经济模型和工作量证明(PoW)机制。比特币总供应量被预设为2100万枚，约每10分钟开采一个区块，奖励矿工一定数量的比特币。初始每区块奖励50比特币，之后每21万块(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，奖励降至每区块3.125比特币。除区块奖励外，矿工还收取交易手续费，一般为每笔0.0001-0.0005比特币。

比特币网络中的交易被放入内存池，矿工从中选择交易组成新区块。矿工需要通过计算找出特定随机数，与区块数据结合生成满足网络难度目标的哈希值，这个过程就是"挖矿"。首个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)调整一次，以保持平均出块时间在10分钟左右。

算力是衡量比特币矿机挖矿能力的指标，表示每秒可进行的哈希碰撞次数。目前算力单位通常采用TH/s，即每秒10^12次哈希。全网算力约630 EH/s，即每秒6.310^20次哈希。据此可算出每T算力每天理论可挖得810^(-7)个比特币。

对矿工而言，主要支出包括矿机购买、矿场运营管理费用和挖矿电费。以蚂蚁S19 pro矿机为例，额定算力110 T，额定功耗3250 W，可推算每T算力每天耗电0.709 kW。不同地区电费差异较大，按0.055美元/千瓦时计算，一个比特币成本约5万美元。

需要注意的是，上述计算基于全网算力630 EH/s的情况。一旦出现"矿工投降"，全网算力下降，开采一个比特币的成本也会相应降低。反之，若比特币价格上涨，矿工获利增加，全网算力上升，开采成本也会随之增加。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，建立在比特币简洁有效的经济模型之上。

与以比特币为代表的PoW公链不同，PoS公链(如以太坊和Solana)的经济模型中没有矿工角色。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，平台则向这些节点发放代币作为区块奖励，激励其维护网络稳定。在PoS中，通过质押参与网络共识的节点称为验证者(Validator)。

对于无限增发的平台代币(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，销毁则以交易费形式进行流动性回收。增发与回收需要达到平衡，以维护经济稳定。此外，PoS平台代币具备生息功能，部分平台还设计有委托质押机制，可降低市场流通量，维护经济稳定。

以太坊网络初始供应量为7200万，当前总供应量约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%。由于EIP-1559规定每笔交易会燃烧部分ETH作为基础费用，实际上以太坊大部分时间处于通缩状态，平均通缩率为1.4%。

以太坊网络中，节点需质押32个ETH才能成为验证者。验证者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，分配与验证者的有效余额和活跃验证者总数相关。由于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(LST)协议，如Lido推出的stETH，占据了以太坊LST市场的大部分份额。目前以太坊网络中质押的ETH为3254万，占总供应量的27%，其中Lido贡献了980万。

Solana网络初始供应量为5亿，当前总供应量约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APR约7%。

验证者通过提交正确投票获得积分，区块奖励包括交易费用的50%，另50%被销毁。验证者在一个时段内积累积分，然后按权益加权计算兑换SOL奖励。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APR，目前可达7.92%。

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公链的经济模型设计更为复杂，需考虑质押机制、激励机制、通胀参数和代币功能等多个方面。大多数新公链采用PoS共识机制，主要是因为其具有更好的能耗效率、吞吐量和交易确认时间，且在相同成本下提供更高的安全性。然而，PoS机制也可能导致财富集中的问题，这是设计经济模型时需要权衡的因素之一。