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2018
11/05
21:30
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  • 这是 玛雅矿机第 215 篇文章



    比特币挖矿是指矿工通过解数学题,基于算力竞争记账权,以获取奖励或收入。


    比特币是一个去中心化的记账货币系统,任何人都可以保存账本,也可以参与记账。为了保证人们手中的账本内容同步,必须保证一个时段,全网只有一个成功的记账者,其他账本持有者只需将新帐页同步到自己的账本。


    记账会获得奖励,成功记账后将获得token以及所记录的各项交易中的全部交易费。为此,记账者们通过解题,基于算力竞争记账权,以获取这些奖励/收入。


    挖矿需要耗费一定的资源,主要是电力和计算硬件,也可以说是资源的竞争。这种竞争和资源消耗保护比特币记账系统不能轻易被破坏,挖矿系统关系到比特币系统的记账、token发行和安全保障,是重要的基础设施,而与之相关联的经济问题对比特币的发展意义非凡,所以今天我们就聊聊“比特币挖矿经济”。




    挖矿盈亏与竞争


    目前,BTC挖矿最受关注的经济问题是挖矿投资和回报。挖矿投资的基本方式是研发、生产或购买挖矿设备,即矿机。矿机通过解题计算竞争记账权,获得token奖励。总体上,某矿工挖矿成功的概率与其矿机的计算能力,也就是算力,占全网总算力的比例一致。


    如果全网算力100P,某矿工运行1P算力的矿机,则每次都将有1%的概率成功记账。通过加入矿池挖矿的方式,这个概率可以转化为较为稳定的收入份额,即该矿工平均每8分钟可获得1%的token,也就是25*1%=0.25个token。如果这8min耗费的电力和分摊的矿机折旧等成本总计折合0.2个BTC,那么该矿工就能够实现(0.25-0.2)/0.2 = 25%的毛收益率。在预期能够盈利的情况下,有两种变化会造成挖矿亏损。


    ①全网算力上涨导致新币分享减少。若全网算力突然涨至200P,那么1P算力仅能获得0.5%的token,即每8min/0.125个,收益率降为(0.125-0.2)/0.2=– 37.5%。

    ②币价下跌。由于法币仍然是计价货币,挖矿投入均以法币定价,当币价下跌时新币收入的法币价值将下跌,导致亏损。如果每8min分摊挖矿成本为400元,获得token 0.25个,在币价为2000元时,收益率为(0.25*2000–400)/400 = 25%。如果币价下降到1000元,收益率变为(0.25*1000–400)/400 = -37.5%.


    再进一步,挖矿的成本可以分为固定成本和流动成本。固定成本是无论是否开机都必须付出的成本,主要是矿机购置费用、场地租金等。流动成本指的是矿机开动后投入的成本,主要是电费。


    比特币货币体系是人人皆可参与的,人人均可挖矿。理想的充分竞争状态下,利润将驱使新的矿工/矿机的加入,而token总量不变,则收益率持续下降,直至收益率为0。但实际上,这种情况并不会发生,总有一些人有优势以单位成本更低的算力挖矿,从而比他人有更多盈利,竞争终将淘汰处于劣势的矿工。


    在早期,BTC还没什么人知道,率先了解跟参与的矿工就获得很高回报,这是先发优势。随着比特币的兴起,价格高涨,挖矿投资者蜂拥而至,这种信息优势也就逐渐消失了。



    价格决定挖矿成本


    预测币价是控制挖矿投资风险的重要环节。


    2014年熊市前期中曾经流传一种观点:比特币价格不可能跌到挖矿成本以下。这个观点现在已经被证明是错误的,很多人通过损失认识了这一点。


    这种观点可能来源于对黄金价格的参照。在短期内,当黄金价格下跌接近成本时,如果黄金生产较为集中,形成垄断,那么生产者可以联合限制产量,减少供给,以稳定价格。如果未形成垄断,当市场价格低于成本时,就会有技术水平低、单位成本高的矿场倒闭,从而产量减少,也会减少供给,支撑价格止跌。


    然而,比特币发行与黄金生产最大的区别在于,比特币是按即定数量产生token的,并不会因矿场的垄断或者倒闭而减少新币供给,因此,黄金生产成本对价格的支撑原理,在比特币毫无借鉴可言。


    即使是黄金的价格,中长期看,根本的决定仍然在于需求方面,如果需求持续下降,黄金价格就会持续下跌,技术差成本高的矿场会被陆续挤出,行业平均成本下降,直至存活矿场恢复基本利润。


    相反的,如果需求增长,价格回升,又会有一些成本高的矿场投产,行业平均成本上升。在这个过程中,是需求驱动的价格变化决定了成本的变化,而非成本支撑价格。


    BTC的价格根本上仍然取决于需求,前期囤币和投机需求强烈,但长期看,价格的基础是支付应用需求。


    供给方面,BTC存量的增长是即定的,但交易平台、借贷平台、期货等BTC金融的发展,能够提高现有BTC的流通速度,吸引囤币进入市场,从而在存量不变的情况下,增加市场上的BTC供给,影响价格。


    需求和市场供给两方面决定了BTC的市场价格,进而决定挖矿成本。


    现实中挖矿行为对BTC价格的反应会有滞后,价格上涨一段时间后,算力才会上涨推动成本提高;价格下降一段时间后算力和成本才会下降。


    滞后主要因为:挖矿决策滞后,只有当投资者确定决策依据的价格的稳定的,才会做出调整投资和算力的决策;转换需要成本,挖矿专业化之后,启动挖矿和停止挖矿都要处理一系列问题,耗费一定的精力和成本,价格变化较小时将不会转换;建设需要时间,即使决定新增算力,建设新矿场、研发芯片与矿机,都需要较长时间;价格预期效应,挖矿决策不仅依据当期价格,还要依据对价格的预期,惯性预期较为常见,强化了滞后效果,比如当价格突然走入跌势,算力仍按原来的涨势预期增长。


    另外,市场份额的争夺和沉没成本维持算力。比特币挖矿的规模效益越来越明显,前期大规模持续投入对后期算力份额和竞争优势具有决定性作用,因此即使亏损,大的矿场也会尽可能保持算力。


    这些原因使得算力滞后于价格的变化,也使得算力上涨迅速,但下降滞缓。因此,在价格和算力的历史关系上可以看到,价格快速上涨后,价格回落,而算力仍持续增长,并且算力下降的情况较少。当然,这也受到BTC应用持续发展和对比特币的中长期乐观预期的支撑。



    挖矿对价格的短期影响


    大体上,市场价格决定挖矿投入决策。但在不同条件下,挖矿行为对短期的价格波动也会产生影响。比特币挖矿的动机可分为两类:一类是看好BTC的长期发展,倾向于囤币,可以称为囤币挖矿,另一类则以法币利润为目标,套利挖矿。


    囤币挖矿比例较高时,token投放市场较少,有助于短期价格的上涨;套利挖矿较高时,token更多卖出套现,推动短期价格下降。



    现实中,多数挖矿行为同时存在两种动机,既看好比特币的长期发展,又希望短期获得法币利润。并且不同的竞争状况和成本压力下,两种动机之间也会相互转换。当比特币价格较高,挖矿收益较高,且增长趋势明显时,囤币比例上升,推动价格上涨;当比特币价格飚涨至关键价位,回调特征明显时,为了套利,也为了变现后增加算力,保持竞争优势,会有大量挖矿囤币迅速进入市场,抑制价格上涨,甚至扭转趋势。


    token将主要进入市场换回法币以维持矿场运行,囤币比例迅速下降,多数新币将进入市场,压低价格。因此,按目前1600元的价格水平,每天进入市场的新币能够消化价值近700万元的比特币购买需求,这是在比特币应用发展、需求增长情况下抑制价格上涨的主要力量。


    但这不是由挖矿成本决定的,而是由token发行数量决定的。


    除以上影响外,当挖矿者为了规避价格风险,采取比特币借贷、入股挖矿、算力预售等方式投资挖矿时,往往以比特币筹资并先行售出,会推动价格下跌。如果挖矿收益按预期实现,这只是将未来的新币销售提前,对价格趋势影响不大。


    但如果竞争导致算力超预期上涨,那么前期筹资售出的BTC将多于token,不仅投资者受到损失,也会加强价格下降趋势。这并没有改变token数量,而是将原本不进入市场的BTC卖掉了。




    挖矿经济伦理:必要的“浪费”


    比特币挖矿每天消耗近700万元的资源,产生的算力用于验证和记录交易的比例极小,绝大部分是为了争夺记账权做的解题游戏。


    不少人指责这是毫无必要的巨大浪费,并设计了一些替代的方案,比如将算力用于科学项目的计算,或者取消靠计算竞争记账权,改为按照货币持有数量分配记账权。


    比特币所设计的挖矿方式被称为“工作量证明机制”(Proof of  Work,PoW),即通过有难度、耗成本、花时间的计算工作证明记账者是认真负责的,因为有错漏的记账将得不到其他人的承认,也就不能获得挖矿奖励,从而工作量就白费了。


    记账计算尽管具有一定的偶然性,但总体上算力越大,计算成功夺得记账权和记账奖励的可能性越大。这样,记账竞争会推动算力的上涨。总算力越大,攻击比特币系统的难度也就越大,比特币系统也就更安全,当然,挖矿总消耗也就越大。


    在一定的计算机生产技术下,比特币记账系统的安全性是跟挖矿消耗成比例的。不论挖矿收入来自token奖励,还是来自交易费,问题的本质没有区别,竞争充分的情况下,每天700万元的新币或交易费都会消耗相近规模的资源,支撑起同等规模的系统总算力。


    换一种不空耗算力的方法行不行呢?最简单的方式是从众多记账者中随机选择一位成功记账者。这样记账几乎无成本。但是,这样大家会不愿意投入更多、不愿意认真验证交易、不愿意转发交易、不愿意同步和保存庞大的账本(区块链)。这样,系统总算力就很小,记账的错漏也很多,不仅攻击起来容易,自身也容易分叉(同时存在几个不同的账本),交易的可靠性无从谈起。


    那么能不能将这些算力用在有意义的特定计算中呢?现实中有这样的尝试,比如用于攻克癌症的研究。这样似乎使系统更有“价值”。但有“价值”就会牵涉人的判断,为什么用于癌症研究,不用于页岩油研究,或者中国特色社会主义研究呢?谁来决定研究什么呢?如何制定判别计算是否有效的标准呢?


    而且,只要是“特定”研究,就会有“特定”的人具有持久的知识优势,记账权的争夺就会不公平,处于劣势的算力就会退出,系统安全性就难以持续加强。


    目前争议最大的是Proof of Stock,PoS。按PoS设计的虚拟币系统中,在线持有货币越多,夺得记账权的机会越大,从而获得的挖矿收入越多。这样,持有一定数量货币的人就会有动力认真地去竞争记账。对系统发起攻击的人需要拥有大量的货币,而攻击又会导致系统的紊乱和货币贬值,攻击者得不偿失。这样就保障了系统的安全性。


    比特币与股权证明货币的争论是近两年虚拟货币领域最广泛持久的争论之一。从安全性看,比特币系统的安全保障依靠分散账本带来的去中心化民主和物质资源投入支撑的巨大算力两根支柱;股权证明货币主要依赖前者。如果去中心化民主足够安全,仅以此为基础也未尝不可。


    总体上,比特币挖矿的耗费是其系统安全所必须的,虽然简单粗暴,但多年运行情况看是有效的。由于比特币挖矿的竞争优势主要体现在计算速度和能耗上。所以,挖矿竞争会推动计算技术的进步,这在信息化的时代是重要的社会贡献,使得挖矿耗费变得更有意义。



    可靠、公平


    挖矿方式的PoW与PoS的争论中涉及到另一个比特币挖矿的经济伦理问题——哪种挖矿方式更加公平?


    在比特币挖矿脱离电脑挖矿,进入专业矿机挖矿之后,挖矿越来越趋于专业化,大的矿场取代了以前的分散挖矿,而矿场进一步向矿池集中,形成占到全部算力20%、30%,甚至一度接近50%算力的大矿池。


    实际上,在挖矿收入的公平性上,比特币挖矿更像传统的黄金挖矿,或者说更想绝大多数现实中的商品生产:新产品上市的时候,有信息优势的人在竞争不充分的情况下获得暴利,但只要生产对每个人是开放的,那么很快就会进入激烈的市场竞争阶段,获取收入的人必须付出越来越高的成本,最终,利润趋向于各行业的平均利润。


    这是目前所知最公平的利润获取方式。从2013年下半年专业挖矿兴起,经济历史上从垄断进入竞争最快的新兴产业了。因此,比特币的PoW模式在新币分配的公平性上无可指摘。


    比特币支持者对PoS模式的公平性也提出了质疑。按照PoS模式,token获取机会按照持有货币的数量进行分配,从而持有更多股权证明货币的人,几乎无需付出成本,就可以获得越来越多token。


    而持有量较少的人获得的回报极少,甚至不足以抵偿打开挖矿软件运行耗费的精力、电力和设备损耗。但如果不挖矿,就必须承受新币发行导致的持有货币价值缩水。这显然是不公平的,类似于现实中凭借既有的土地和资本,不再付诸新的努力即可获得源源不断的地租和利息,这种不公平受到了历史久远的广泛批评。


    PoS模式对新入者的不公平,会对系统的扩展有一定的阻碍。不过,务实地看,如果股权证明货币在应用中带来的好处很大,远远超出新入者在分配中的相对损失,那么这个劣势也不是致命的。当前的关键是,作为货币,持有和应用的范围越大,持有和使用就越安全、便利和高效,如果不能在支付技术上形成对比特币重大超越,各种竞争币很难超越比特币,这是后发劣势。


    比特币固定的发行节奏导致挖矿成本主要取决于价格,而非支撑价格。随着挖矿竞争日益激烈,算力和成本的上涨使利润空间迅速缩小,成本压力迫使大部分新币进入市场变现,持久地抑制币价的上涨。但这实际上是token发行机制的结果,而非挖矿成本高低所导致。


    充分竞争条件下,比特币挖矿的资源耗费价值将接近新币的市场价值,目前每天接近700万元,支撑了约350P的算力,成为比特币系统安全的重要保障。在未来token发行数量不断减半至忽略不计时,如果比特币系统仍然存在,那么交易规模产生的交易费将足以支撑必要的系统算力。


    如此巨大的挖矿耗费是最简单粗暴地激励挖矿行为和提高算力,从而保证比特币记账系统安全的必要代价,也会直接激励计算机算力相关软硬件的技术进步。而这种token发行方式,使得比特币挖矿成本接近挖矿收入,利润趋向社会平均利润,符合传统市场经济的基本公平观念,更容易融入现有的市场机制。


    从以上分析看,比特币挖矿系统在理论上可能不是最优的,但在实践中已经融入了现有市场经济框架,实现了基本的可行性。

    文章观点来源:金色财经



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