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比特幣挖礦成本探析:關機價與礦工投降現象解讀
比特幣挖礦成本及經濟模型探討
近期,比特幣價格波動較大,一度跌破5.4萬美元,觸及部分礦機的"關機價"。數據顯示,當比特幣價格在5.4萬美元時,只有效率超過23W/T的ASIC礦機才能盈利,僅有5種型號礦機可以維持運營。這意味着如果價格進一步下跌,一些抗風險能力較弱的礦工可能被迫退出,導致比特幣被拋售和礦機賤賣,進而引發價格進一步下跌,形成所謂的"礦工投降"現象。
所謂"關機價"實際上就是比特幣挖礦的成本價。要理解這一概念,我們需要先了解比特幣的經濟模型和工作量證明(PoW)機制。
比特幣總供應量被限制在2100萬枚,約每10分鍾開採一個區塊,獎勵礦工一定數量的比特幣。初始每個區塊獎勵50個比特幣,之後每21萬個區塊(約4年)獎勵減半一次。最近一次減半發生在2024年4月23日,區塊高度爲84萬,獎勵降至每個區塊3.125個比特幣。除區塊獎勵外,礦工還會獲得交易手續費,通常每筆交易收取0.0001-0.0005個比特幣不等。手續費由市場決定,網路擁堵時費用會上升。
比特幣交易會先進入內存池,礦工從中選擇交易組成新區塊。礦工需要通過大量計算找到一個特定的隨機數,將其與區塊數據結合生成符合難度目標的哈希值,這個過程就是"挖礦"。誰先計算出符合條件的哈希值,誰就獲得記帳權和獎勵。難度目標每2016個區塊(約兩周)調整一次,以保持平均出塊時間在10分鍾左右。
算力是衡量礦機挖礦能力的指標,單位通常爲TH/s(每秒兆次哈希運算)。目前全網算力約630 EH/s,即每秒6.310^20次哈希運算。據此可推算每T算力每天理論上可挖出810^(-7)個比特幣。對礦工而來,除了礦機購置和運營成本外,主要支出是電費。以螞蟻S19 pro礦機爲例,額定算力110T,功耗3250W,每T算力每天耗電約0.709kW。按0.055美元/度電計算,一個比特幣的挖礦成本在5萬美元左右。
需要注意的是,"關機價"並非固定不變。當出現"礦工投降"時,全網算力下降會導致單個比特幣的開採成本降低。反之,如果比特幣價格漲,更多礦工加入會使全網算力上升,開採成本也隨之提高。因此,"關機價"實際上是市場調節和礦工博弈的結果,建立在比特幣簡潔有效的經濟模型之上。
PoS公鏈的經濟模型
與以比特幣爲代表的PoW公鏈不同,PoS(權益證明)公鏈如以太坊和Solana沒有礦工角色,其經濟模型也有所不同。
PoS機制的主要特點是通過質押(Staking)實現準入機制。節點需質押一定數量的平台代幣才能參與網路共識,同時獲得區塊獎勵。這些參與共識的節點通常被稱爲驗證者(Validator)。
對於採用無限增發模式的平台代幣(如以太坊和Solana),還需考慮通脹問題。通常通過驗證者區塊獎勵實現增發,通過交易費銷毀等方式實現回收,以維持經濟穩定。
此外,PoS平台代幣往往具有生息功能,部分平台還設計了委托質押機制,可降低市場流通量,有助於維護經濟穩定。市場上常見的流動性質押通常基於委托質押設計,收益來自質押獎勵和MEV(最大可提取價值)。
以太坊
以太坊網路初始供應量爲7200萬,其中6000萬通過眾籌分配,1200萬分給早期貢獻者和以太坊基金會。目前總供應量約爲1.2億。
2022年9月以太坊轉爲PoS後,年增發量從484萬ETH降至301萬ETH,通脹率從4%降至2.5%。由於EIP-1559機制會燃燒部分交易費用,實際上以太坊大多數時候處於通縮狀態,平均通縮率爲1.4%。
以太坊驗證者需質押32個ETH。信標鏈每個時段(epoch)有32個時隙(slot),每個時隙約12秒產生一個區塊。獎勵按時段發放,具體分配與驗證者的有效餘額和活躍驗證者總數有關。
由於原生質押門檻較高,市場出現了流動性質押(LST)協議,如Lido的stETH。這些協議允許用戶質押任意數量的ETH,獲得可交易的質押憑證。目前以太坊網路中約27%的ETH被質押,其中Lido佔30%。
Solana
Solana網路初始供應量爲5億,目前總供應量約5.8億,流通量4.6億。初始通脹率爲8%,每年遞減15%,長期通脹率爲1.5%。
Solana對驗證者沒有最低質押要求,但質押量影響投票權和獎勵分配。網路支持委托質押,用戶可將SOL委托給驗證者分享收益,同時保留SOL的所有權。目前有約1500個驗證節點,平均年化收益率(APR)在7%左右。
驗證者通過提交正確投票獲得積分,積分可按比例兌換SOL獎勵。區塊獎勵僅包括50%的交易費用,另50%被銷毀。
與以太坊不同,Solana網路中80%以上的流通SOL被質押,但LST僅佔質押量的6%。這主要是因爲Solana原生支持委托質押,且DeFi生態還不夠成熟。Jito是Solana主要的LST協議,通過支持MEV的驗證者節點提供較高收益,目前APR可達7.92%。
結語
經濟模型是區塊鏈長期運行的核心。相比PoW公鏈,PoS公鏈的經濟模型通常更爲復雜,需要考慮質押機制、激勵機制、通脹參數和代幣功能等多個方面。
大多數新公鏈選擇PoS機制,不僅因爲其更節能,還能提供更好的性能和安全性。然而,PoS也可能帶來財富集中的問題,因爲最大的利益相關者往往獲得最多回報。在設計區塊鏈經濟模型時,需要權衡這些因素,以確保系統的長期可持續性和公平性。