从比特币关机价聊起

近期，欧易交易所随着 Mt. Gox 开始赔付比特币与德国政府频繁出售比特币，比特币价格一度跌破 5.4 万美元（现在已经涨回 6 万美元上方），触及部分比特币矿机「关机价」。

据调查机构显示，若比特币来到 5.4 万，只有效率超过 23W/T 的 ASIC 矿机才能够盈利，仅有 5 个型号的矿机可苦苦支撑。这意味着，如果比特币价格跌破关机价，一些抗风险能力体量较小的矿工就会谋求退出止损。当这些矿工退出时，往往会抛售比特币换取现金，同时降价售卖矿机，引发比特币价格进一步下跌，这个现象即为矿工投降（Miner Capitulation）。

所谓关机价其实就是比特币矿机挖矿的成本价，那么这个成本价是如何计算出来的呢？为了回答这个问题，我们必须要先了解比特币的经济模型和 PoW 机制。

比特币预先编程了 2100 万的总供应量，大约每 10 分钟开采一个区块，奖励矿工若干个比特币。奖励的数量在比特币开始时是每个区块 50 比特币，然后每 21 万块（大约每四年）奖励会减半，最近的减半事件是在 2024 年 4 月 23 日发生的，减半时区块高度为 84 万，奖励降到每个区块 3.125 比特币。除了区块奖励外，矿工还会收取打包交易的手续费，每笔交易的手续费一般在 0.0001 ~ 0.0005 比特币之间。手续费由市场调节，使用比特币转账的用户越多，矿工就会越忙，如果交易手续费设置的过低，交易就会被矿工忽略。

当比特币网络中发生交易时，这些交易会被放入内存池（mempool）中。然后，矿工从内存池中选择一组交易，尝试组成一个新的区块。要做到这一点，矿工需要找出随机数中的某个特定数值，并将这个特定数值与区块数据结合起来，欧意交易所app官方下载生成一个满足网络难度目标的哈希值，这个过程就是“挖矿”，谁先计算出符合条件的哈希值，谁就获得了记账权，也就是挖矿成功。难度目标是一个动态值，每 2016 个区块（大约每两周）调整一次，从而让比特币的平均出块时间维持在 10 分钟左右。因此全网算力越大，难度目标就会越大。

上面提到的算力就是比特币矿机挖矿的能力，也就是每秒能做多少次哈希碰撞，目前算力的单位一般采用 TH/s，即每秒 10^12 次哈希，全网算力大约 630 EH/s，即每秒 6.3*10^20 次哈希，因此每 T 算力每天理论能挖到 8*10^(-7) 个比特币。对于矿工来说，支出除了矿机购买、矿场运营管理费用外，其他主要就是挖矿的电费，以蚂蚁 S19 pro 矿机为例，额定算力 110 T，额定功耗 3250 W，可以推算出每 T 算力每天耗电为 0.709 kW，不同国家地区电费差异巨大，按照 0.055 u/kw 计算，一个比特币成本在 5 万美元左右。下图是 F2Pool 的比特币挖矿数据，跟笔者的估算基本一致。

以上的前提都建立在全网算力在 630 EH/s 的情况下，一旦出现「矿工投降」，全网算力就会下降，开采一个比特币的成本也会随之下降。同样的，如果比特币价格升高，矿工有利可图，全网算力就会上升，开采一个比特币的成本也会随之上升。

因此比特币的「关机价」其实也是市场调节和矿工博弈的结果，数字货币交易平台而这一切都建立在比特币简洁而有效的经济模型之上。

PoS 下的经济模型

在以比特币为代表的 PoW 公链的经济模型中，矿工是最重要的参与者，但是在 PoS 的公链（例如以太坊和 Solana）中，并没有矿工的角色，那么他们的经济模型又是什么样的呢？

首先我们要知道，PoS 机制与 PoW 机制最大的不同是，在 PoS 下，参与共识出块的节点是有准入机制的，通常该机制由质押（Staking）来实现。在该机制中，节点需质押一定数量的平台代币，才有资格参与网络共识；同时，平台会向这些节点发放平台代币作为区块奖励，激励它们为网络稳定性做出贡献。在 PoS 下，通过质押参与网络共识的节点一般称之为验证者（Validator）。

其次，如果平台代币是无限增发的（例如以太坊和 Solana），还需要考虑平台代币的通胀问题。平台代币的增发通常由验证者区块奖励实现，销毁一般是以交易费的形式进行流动性回收，如收回到项目方国库、协议内燃烧掉等方式。增发与回收需要达到平衡，允许部分时间内通胀或通缩，但是不能长期通胀或通缩，以维护经济稳定。

最后，还有平台代币的功能，不同于比特币只能作为交易手续费，PoS 的平台代币由于存在质押的区块奖励，具备生息功能，因此部分平台还会有委托质押的设计，可以降低市场上平台代币的流通量，也是维护经济稳定。我们常说的流动性质押，通常就是第三方协议基于委托质押设计的，APR 来自于质押的区块奖励（和 MEV）。

以太坊

以太坊网络初始供应量为 7200 万，其中 6000 万于 2014 年 7 月和 8 月举行的众筹活动中分配给了购买 ETH 的人们（平均售价约为每枚 0.3 美元），剩余 1200万 于 2015 年网络启动时一半分给了 83 位早期对协议做出贡献的人，另一半则留给了以太坊基金会。当前以太坊网络的总供应量约为 1.2 亿。

2022 年 9 月，以太坊由 PoW 转为 PoS（The Merge），启动了信标链。以太坊网络的通胀设计以此为界，分为两个阶段：在以太坊转为 PoS 前，每年增发约 484 万 ETH，通胀率约 4%；在以太坊转为 PoS 后，每年增发约 301 万 ETH，通胀率约 2.5%。实际上，自以太坊转为 POS 以来，由于 EIP-1559 约定每笔交易会燃烧一部分 ETH 作为网络的基础费用，因此大部分时间 ETH 是通缩，平均通缩率为 1.4%。

在以太坊网络中，如果一个节点想要成为信标链的验证者，需要质押 32 个 ETH，超过 32 个 ETH 不会增加该验证者在网络上的权重。信标链中每个时段（epoch）有 32 个时隙（slot），每个时隙大概 12 秒，会产生一个区块。以太坊以时段发放奖励，其数额是从基础奖励计算的，基础奖励代表了在每个时段的最佳条件下每个验证者的平均奖励，其中区块的提议者可以拿走 1/8 的基础奖励，其他奖励会分给投票者（前提是作出与大多数其他验证者一致的投票）和同步委员会的参与者，奖励分配跟验证者的有效余额以及活跃验证者的总数有关。关于验证者奖励的详情，读者可以自行去了解以太坊的 Gaper 共识，这也是以太坊协议最复杂的设计之一。

由于以太坊质押至少需要 32 个 ETH，不支持将 ETH 委托给其他验证者质押，并且提出质押的 ETH 还有 27 个小时的解锁期。这些规则对质押者来说是存在一定阻碍，因此，为了给用户提供更便于参与的质押环境，市场上出现了流动性质押（Liquid staking token, LST）协议。原理是通过将 ETH 汇集在一起，以绕过 32 个 ETH 的最低要求，不需要每个用户操作自己的验证器，质押池会处理相应操作，并且还能给用户提供相应的质押凭证，以参与其他的 DeFi 应用，提高资金利用率。

以太坊流动性质押领域的行业老大 Lido 推出的 stETH，已经占据了以太坊 LST 赛道大部分的市场份额。Lido 让普通用户通过 Lido 平台，可以质押任意数量的 ETH，质押后的 ETH 变成 stETH 可随时换成 ETH，解决了原生质押的痛点。当前以太坊网络中， 质押的 ETH 为 3254 万，占总供应量的 27%，其中 Lido 贡献了 980 万，stETH 占质押 ETH 的 30%。

Solana

Solana 网络初始供应量为 5 亿，其中 38% 给社区储备基金，12.5% 给团队成员，12.5% 给 Solana 基金会，剩余 37% 给投资者。当前 Solana 网络的总供应量约为 5.8 亿，流通 4.6 亿，流通率约 80%。剩下 20% 的 SOL 锁定在投资者和团队手中，最显著的解锁将在 2025 年 3 月发生，约 4500 万枚。

Solana 的初始通胀率为 8%，每年递减率为 -15%，长期通胀率为 1.5%。

Solana 网络对于验证者的最低质押金额没有要求，但验证者的投票权力和质押奖励会按照其质押金额的比例进行分配。Solana 网络支持委托质押（delegate staking），用户通过委托质押的方式，将自身的 SOL 质押给已存在的验证者来分享收益。委托质押并不意味着将 SOL 委托给验证者，SOL 仍然保留在用户的钱包中，这使其与持有它们一样安全。目前有 1500 个验证节点，APR 平均在 7% 左右。

验证者执行验证交易和提议区块的工作：每当验证者提交正确且成功的投票（这本身就是一笔交易，验证者支付交易费用）时，他们就会获得积分；提议区块没有额外的积分，区块奖励仅仅包括区块中包含的交易费用，并且只有 50% 的费用作为区块奖励流向验证者，另外 50% 将被销毁。在一个时段中，验证者会积累这些积分，然后它们可以在时段结束时“兑换”一定比例的 SOL 奖励，积分到奖励的“兑换”是通过权益加权计算，即验证者占总积分（所有验证者的积分之和）的百分比获得相应的 SOL。

Solana 网络上的 LST 现状与以太坊显著不同。Solana 网络中流通中的 SOL 的质押比例超过 80%，远高于以太坊的 27%。然而，LST 仅占质押供应量的 6%（相比之下，以太坊超过 40%）。主要原因是 Solana 网络原生支持委托质押，且 DeFi 协议生态尚处于早期，Lido 及其同类产品在以太坊上试图解决的问题在 Solana 上并不存在。Jito 是 Solana 网络 LST 的龙头，Jito 将用户的 SOL 委托给支持 MEV （Jito-Solana 验证器客户端）的验证者节点变成 JitoSOL，其中 MEV 收益作为额外收益分配给质押者。因此 Jito 平台的 APR 比委托质押更高，目前可以达到 7.92%，JitoSOL 占质押 SOL 的 3%。

总结

经济模型是以长期运行为目标的区块链最重要的设计，没有之一。相比于以比特币为代表的 PoW 公链简单而有效的经济模型，以以太坊、Solana 为代表的 PoS 公链的经济模型的设计通常非常复杂——要考虑质押机制、激励机制、通胀参数、代币功能。

从新公链的经济模型来看，绝大多数都采用了 PoS 而非 PoW 共识机制，究其原因，除了 PoS 更节能外，还有更好的吞吐量和交易确认时间，每秒钟可以处理更多的交易，性能是区块链走向大规模采用的基石。

在相同成本下， PoS 也更具安全性，受到攻击也更容易恢复。因为验证者是利益相关者，诚实的验证者会被奖励，作恶的验证者会被惩罚—— 当然最大的利益相关者会获得最多的回报，也会造成财富集中问题。