ビットコインとPoSチェーンの経済モデルの探討

最近、ビットコインの価格が一時5.4万ドルを下回り、一部のマイニング機器の「シャットダウン価格」に達しました。データによると、ビットコインの価格が5.4万ドルに下がると、効率が23W/Tを超えるASICマイニング機器だけが利益を上げられ、わずか5種類のモデルのマイニング機器がどうにか運営を維持できる状態です。これは、価格がさらに下がると、リスク耐性の弱い一部のマイナーが市場から撤退して損切りを余儀なくされる可能性があることを意味します。これらのマイナーが撤退すると、しばしばビットコインを現金に換えるために売却し、同時に低価格でマイニング機器を売却することで、ビットコインの価格下落をさらに加速させることになります。この現象は「マイナーの降伏」と呼ばれます。

いわゆる"シャットダウン価格"は実際にはビットコインのマイニングコストです。この概念を理解するためには、まずビットコインの経済モデルとプルーフ・オブ・ワーク(PoW)メカニズムを理解する必要があります。

ビットコインは2100万の総供給量上限を設定し、約10分ごとに1つのブロックを生成し、マイナーに一定数量のビットコインを報酬として支払います。初期報酬は1ブロックあたり50ビットコインで、その後21万ブロック(約4年)ごとに半減します。最近の半減は2024年4月23日に発生し、ブロック高さは84万で、報酬は1ブロックあたり3.125ビットコインに減少しました。ブロック報酬の他に、マイナーは取引手数料も獲得でき、通常、1回の取引ごとに0.0001-0.0005ビットコインの手数料がかかります。手数料は市場の需給によって決まりますが、ネットワークが混雑している時には費用が上昇します。

ビットコインネットワークの取引はまずメモリプールに入ります。マイナーはそこから取引を選択して新しいブロックを構成します。マイニングプロセスでは、マイナーが特定のランダム数を探し、それをブロックデータと組み合わせてネットワークの難易度要件を満たすハッシュ値を生成する必要があります。条件を満たすハッシュ値を最初に計算したマイナーが記帳権を獲得し、つまりマイニングに成功します。難易度目標は2016ブロックごとに(約2週間)ごとに動的に調整され、平均10分のブロック生成時間を維持します。したがって、全ネットワークのハッシュレートが高くなるほど、難易度も上昇します。

算力はマイニングマシンのハッシュ計算能力を表し、単位は通常TH/s(秒あたり10^12回のハッシュ)です。現在、全ネットワークの算力は約630 EH/s、つまり秒間6.310^20回のハッシュです。これに基づいて、1Tの算力あたりの理論的な1日あたりの産出量は約810^(-7)個のビットコインと計算できます。マイナーにとって、主な支出にはマシンの購入、運営管理費用、および電気代が含まれます。例えば、Ant S19 proマイニングマシンの定格算力は110T、消費電力は3250Wであり、1Tの算力あたりの1日あたりの電力消費は約0.709kWです。電気料金が0.055ドル/kWhと仮定すると、1ビットコインのコストは約5万ドルになります。これはあるマイニングプールのデータと基本的に一致します。

注意すべきことは、上記の計算が630 EH/sの全ネットワークハッシュレートに基づいているということです。「マイナーの降伏」が発生すると、全ネットワークハッシュレートが低下し、単一のビットコインの採掘コストも低下します。逆に、ビットコインの価格が上昇すれば、マイナーの利益が増加し、全ネットワークハッシュレートも上昇し、採掘コストが上がります。したがって、ビットコインの「シャットダウン価格」は実際には市場調整とマイナーのゲームの結果であり、これらはすべてビットコインのシンプルで効果的な経済モデルの上に成り立っています。

イーサリアム、ソラナなどのプルーフ・オブ・ステーク(PoS)パブリックチェーンでは、マイナーの役割がないため、その経済モデルも異なります。PoSメカニズムの主な特徴は、ステーキング(Staking)を通じてアクセスメカニズムを実現することです。ノードはネットワークのコンセンサスに参加するために一定量のプラットフォームトークンをステークする必要があり、同時にブロック報酬を獲得します。これらのコンセンサスに参加するノードは通常、バリデーター(Validator)と呼ばれます。

無限発行メカニズムを採用したプラットフォームトークン(、例えばイーサリアムやソラナ)については、インフレの問題も考慮する必要があります。通常、バリデーターのブロック報酬を通じて発行が実現され、取引手数料の焼却を通じて回収が行われます。発行と回収のバランスを維持することが、経済の安定性を保つために重要です。

また、PoSプラットフォームのトークンはしばしば利息を生む機能を備えており、一部のプラットフォームでは委託ステーキングもサポートしており、市場の流通量を減少させ、経済の安定を維持するのに役立ちます。流動性ステーキングは通常、委託ステーキングに基づいて設計された第三者プロトコルであり、収益はステーキングのブロック報酬とMEVに由来します。

イーサリアムネットワークの初期供給量は7200万で、現在の総供給量は約1.2億です。2022年9月にイーサリアムがPoWからPoSに移行した後、年発行量は約484万ETHから301万ETHに減少し、インフレ率は4%から2.5%に低下しました。実際、EIP-1559によって導入された燃焼メカニズムにより、イーサリアムは大部分の時間でデフレ状態にあり、平均デフレ率は1.4%です。

イーサリアムのバリデーターは、ネットワークのコンセンサスに参加するために32のETHをステーキングする必要があります。バリデーターの報酬は、基本報酬、ブロック提案報酬、投票報酬などを含む時間帯ごとに支払われます。イーサリアムのステーキングのハードルが高く、ネイティブの委託ステーキングをサポートしていないため、市場には流動的なステーキング(LST)プロトコルが登場しました。LidoのstETHのように、イーサリアムのLST市場で主導的な地位を占めています。現在、イーサリアムネットワークでステーキングされているETHは約3254万で、総供給量の27%を占めており、その中でLidoは980万を提供し、stETHはステーキングETHの30%を占めています。

Solanaネットワークの初期供給量は5億で、現在の総供給量は約5.8億、流通量は4.6億です。Solanaの初期インフレ率は8%で、毎年15%ずつ減少し、長期インフレ率は1.5%です。Solanaはバリデーターに対して最低ステーキング要件を設けておらず、委託ステーキングをサポートしています。バリデーターは正しい投票を提出することでポイントを獲得し、ポイントは比例してSOL報酬に交換できます。

イーサリアムとは異なり、Solanaネットワークでは流通しているSOLのステーキング比率が80%以上ですが、LSTはステーキング供給量の6%に過ぎません。これは主にSolanaがネイティブに委任ステーキングをサポートしており、DeFiエコシステムがまだ初期段階にあるためです。JitoはSolanaネットワークのLSTの主要な提供者であり、MEVをサポートするバリデータノードを通じてより高いステーキング収益を提供しています。

総じて、経済モデルはブロックチェーンの長期運用におけるコアデザインです。PoW公链と比較して、PoS公链の経済モデルデザインは通常、ステーキングメカニズム、インセンティブメカニズム、インフレパラメータおよびトークン機能など、複数の側面を考慮する必要があるため、より複雑です。ほとんどの新しい公链は、より省エネルギーで、性能が優れ、同じコストでより高い安全性を提供するため、PoSメカニズムを選択しています。しかし、PoSは富の集中などの問題にも直面しており、設計においてバランスを取る必要があります。