ビットコインマイニングコスト及び経済モデルの探討

最近、ビットコインの価格は大きく変動し、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5.4万ドルのとき、効率が23W/Tを超えるASICマイニング機器のみが利益を上げることができ、運営を維持できるマイニング機器のモデルはわずか5種類です。これは、価格がさらに下落した場合、リスク耐性の弱い一部のマイナーが撤退を余儀なくされ、ビットコインが売却され、マイニング機器が安売りされる可能性があることを意味し、それがさらなる価格の下落を引き起こし、いわゆる「マイナーの降伏」現象を形成することになります。

いわゆる「シャットダウン価格」とは、実際にはビットコインのマイニングコストを指します。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。

ビットコインの総供給量は2100万枚に制限されており、約10分ごとに1つのブロックがマイニングされ、マイナーには一定量のビットコインが報酬として支払われます。最初は各ブロックの報酬が50ビットコインでしたが、その後、21万ブロックごと(約4年)ごとに報酬が半分になります。最近の半減期は2024年4月23日に発生し、ブロック高は84万で、報酬は各ブロック3.125ビットコインに減少しました。ブロックの報酬の他に、マイナーは取引手数料も受け取ります。通常、取引ごとに0.0001から0.0005ビットコインの手数料がかかります。手数料は市場によって決まり、ネットワークが混雑しているときは費用が上昇します。

ビットコイン取引はまずメモリプールに入ります。マイナーはその中から取引を選んで新しいブロックを構成します。マイナーは大量の計算を通じて特定のランダム数を見つけ、その数をブロックデータと組み合わせて難易度目標に合ったハッシュ値を生成する必要があります。このプロセスが「マイニング」です。条件を満たすハッシュ値を最初に計算した者が、帳簿の権利と報酬を獲得します。難易度目標は2016ブロックごとに(約2週間)ごとに調整され、平均ブロック生成時間を約10分に保ちます。

算力はマイニング機のマイニング能力を測る指標で、単位は通常TH/s(毎秒メガハッシュ運算)です。現在全ネットワークの算力は約630 EH/s、すなわち毎秒6.310^20回のハッシュ運算です。これに基づいて、1Tの算力で理論的には毎日810^(-7)個のビットコインを掘り出すことができると推測されます。マイナーにとって、マイニング機の購入と運営コストに加えて、主な支出は電気代です。例えば、Ant S19 Proマイニング機の例では、定格算力は110T、消費電力は3250Wで、1Tの算力あたり毎日約0.709kWの電力を消費します。0.055ドル/キロワット時で計算すると、1ビットコインのマイニングコストは約5万ドルになります。

注意すべきは、"シャットダウン価格"は固定されたものではないということです。"マイナーの降伏"が起こると、全ネットワークのハッシュレートの低下により、単一のビットコインの採掘コストが低下します。逆に、ビットコインの価格が上昇すると、より多くのマイナーが参加し、全ネットワークのハッシュレートが上昇し、採掘コストも上昇します。したがって、"シャットダウン価格"は実際には市場の調整とマイナー間の競争の結果であり、ビットコインの簡潔で効果的な経済モデルに基づいています。

PoS公链の経済モデル

ビットコインを代表とするPoW公チェーンとは異なり、PoS(権利証明)公チェーンであるイーサリアムやソラナにはマイニングの役割がなく、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)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通貨をステークする必要があり、その同時にブロック報酬を得ます。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。

無限発行モデルを採用する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、インフレーション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行われ、取引手数料の焼却などの方法で回収が実現され、経済の安定を維持します。

さらに、PoSプラットフォームのトークンはしばしば利息機能を持ち、一部のプラットフォームは委任ステーキングメカニズムを設計しており、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。市場で一般的な流動的なステーキングは通常、委任ステーキングの設計に基づいており、収益はステーキング報酬とMEV(の最大抽出可能価値)から得られます。

イーサリアム

イーサリアムネットワークの初期供給量は7200万で、そのうち6000万はクラウドファンディングを通じて配分され、1200万は初期の貢献者とイーサリアム財団に分配されました。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PoSに移行した後、年発行量は484万ETHから301万ETHに減少し、インフレ率は4%から2.5%に下がりました。EIP-1559メカニズムにより一部の取引手数料が焼却されるため、実際にはイーサリアムの大部分の時間がデフレ状態にあり、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32ETHをステーキングする必要があります。ビーコンサインは各エポック(に32スロット)があり、各スロットは約12秒ごとに1ブロックを生成します。報酬はエポックごとに支給され、具体的な配分はバリデーターの有効残高とアクティブなバリデーターの総数に関係しています。

原生ステーキングの敷居が高いため、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。例えば、LidoのstETHです。これらのプロトコルは、ユーザーが任意の量のETHをステークし、取引可能なステーキング証明書を取得することを可能にします。現在、イーサリアムネットワークの約27％のETHがステークされており、そのうちLidoが30％を占めています。

ソラナ

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。初期インフレ率は8%で、毎年15%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ク要件を設けていませんが、ステーク量は投票権と報酬配分に影響を与えます。ネットワークは委任ステーキングをサポートしており、ユーザーはSOLをバリデーターに委任して利益を共有でき、同時にSOLの所有権を保持します。現在、約1500のバリデーションノードがあり、平均年利回り(APR)は約7%です。

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、そのポイントは比例してSOLの報酬と交換できます。ブロック報酬は取引手数料の50%のみを含み、残りの50%は焼却されます。

イーサリアムとは異なり、Solanaネットワークでは80%以上の流通SOLがステーキングされていますが、LSTはステーキング量の6%しか占めていません。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十分に成熟していないためです。JitoはSolanaの主要なLSTプロトコルで、MEVをサポートするバリデータノードを通じて高い収益を提供しており、現在のAPRは7.92%に達しています。

まとめ

経済モデルはブロックチェーンの長期運営の核心です。PoW公衆チェーンに比べて、PoS公衆チェーンの経済モデルは通常より複雑で、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、トークンの機能など、複数の側面を考慮する必要があります。

ほとんどの新しいパブリックチェーンはPoSメカニズムを選択していますが、その理由はよりエネルギー効率が良く、パフォーマンスとセキュリティが向上するからです。しかし、PoSは富の集中の問題を引き起こす可能性もあります。なぜなら、最大の利害関係者が最も多くのリターンを得ることが多いからです。ブロックチェーンの経済モデルを設計する際には、システムの長期的な持続可能性と公平性を確保するために、これらの要素を考慮する必要があります。