假若比特币没如愿起飞 减半后的矿工该何去何从？
编者按：原文为Kraken在研究比特币减半事件中，针对比特币通胀机制下的趋势和影响展开的一篇研报，标题为：《Trends & Implications of Bitcoin's Inflation Mechanism》，译者：Odaily星期日报昕楠，如需转载请注明原文及编译出处。
比特币之所以被誉为最健全的非主权货币，是源于其严格控制的通胀率——比特币将自己的总供应量恒定为 2100 万枚，每 210,000 个区块（大约每四年）发生一次区块奖励减半。
最近的一次即将到来的比特币减半也是网络自诞生以来的第三次减半，这次比特币将在第 630000 个区块上进行减半，预计将在 2020 年 5 月 12 日发生。
此次减半后，比特币区块奖励将从每个块 12.5 个比特减少到 6.25 个比特币，通胀率也从 3.72% 减少到了 1.79%。
这意味着，比特币的通胀率将率先实现大多数央行为其法币设计的 2% 的通胀目标。截至 2020 年 1 月 31 日，目前比特币的发行量已经有 1819 万枚，约占总供应量的 87%。以史鉴今，减半往往被认为是价格暴涨的触发点。但历史真的会重演吗？
这份由加密货币交易所Kraken产出的报告讨论了此前减半的时间趋势，其他商品背景下的比特币，以及减半对矿业的影响。
比特币减半介绍
比特币网络平均每 10 分钟新增一个区块，每个区块都会向成功验证区块的矿工发放新的比特币奖励。
目前，每个区块奖励是 12.5 个比特币，比特币网络正在以每天 144 个区块的平均速度，每日新增 1800 枚比特币(约 3.9% 的年通胀率)。
根据比特币网络背后的代码规定，在 2140 年总供应量接近 2100 万比特币之前，比特币的通胀率将呈现下降趋势。不过，值得注意的是，到 2032 年，99% 的比特币将被铸造出来。
每隔 21 万个比特币块，也就是大约每四年，区块奖励的比特币数量就会减少50%。
（表格1：比特币减半时间表注：Era1 的通货膨胀是 3 年平均值，因为 2009 年的年化通货膨胀是无限的）
根据截至 2020 年 1 月 31 日的区块高度 615,350，最后一个比特币预计将在 2140 年 3 月被挖出来。
历史减半情况分析
通过分析该网络过去的两段历史，我们可以发现一种围绕减半而出现的牛市规律。
牛市通常在减半前的 12-18 个月开始，在减半后的 12-18 个月结束，我们发现，通过分析这期间价格上的“相对底部”、“相对峰值”变化，是挺有用的。
第一次减半
2012 年 11 月 28 日，比特币在 210,000 区块上首次减半，将区块奖励从 50 个比特币减少到 25 个比特币。
减半前全网每天能挖出 144 个区块，减半后区块奖励将从 7200 个比特币下降到 3600 个比特币。
从下面的图表 2 可以看出，这一年的牛市始于 2011 年 11 月，正是减半前一年。同样的，牛市结束于 2013 年 12 月，正是减半后的一年。
在此期间，从波谷到波峰，比特币的价格上涨了 50162%。后来，比特币的上涨趋势在 2013 年 12 月底发生逆转，进入了持续多年的熊市，下跌了 80%。
（表格二：2011年11月至2013年12月期间BTC对美元的价格走势）
第二次减半
第二次减半发生在 2016 年 7 月 9 日，在第 420,000 个区块上，将区块奖励从 25 个比特币减少到 12.5 比特币。
按日计算，比特币每日产出量从 3600 枚降至目前的 1800 枚。
值得注意的是，第一、第二次减半间间隔时间只有 1316 天，比普遍预计的 1460 天少了近 150 天。当然，这是由于自 ASIC 矿机推出并取代 GPU 挖矿后，算力的增长超过了网络的挖矿难度调整。
尽管挖矿难度也在自动调整，约每 2016 个块或大约每两周调整一次，以适应全网算力增长并维持平均每块发现时间在 10 分钟左右，但是算法没有考虑异常快速的技术进步——从 GPU、FPGA 等挖矿方式快速走到了 ASIC 挖矿时代。
ASIC 挖矿后，每 1 美元的投资能比 GPU 挖矿产生 20-50 倍的比特币，当然这又反过来推动了矿工巨大的挖矿需求。
与第一次牛市在减半一年前就开启的情况不同，比特币经历的第二次牛市是在减半前 9 个月前开始的。它表面上是穿越了 2017 年牛市的，当时比特币价格接近 2 万美元。在该轮牛市中，比特币从 2015 年 9 月 21 日的 213 美元的相对底部价格，上涨到了 2017 年 12 月 16 日 19499 美元的相对价格峰值。
也就是说，在比特币第二次下跌 18 个月后，价格上涨了 9054%。这次抛物线式的牛市导致比特币后来下跌 80%，一直到 2018 年 12 月才触底反弹。
（表格三：2015年10月至2017年12月间比特币对美元的价格走势）
宏观角度
这两件减半之间的共性表明，比特币价格将在减半后出现两年的上涨趋势，不过随之而来的是为期12-18个月的下跌趋势，从峰值到低谷的跌幅达80%。
2012 年 11 月首次减半前后，比特币的相对价格峰值在2013 年 12 月达到 1151 美元，几乎正好是减半事件发生的一年后。
两年后，比特币价格在 2015 年 8 月下跌 81.5%，跌至 213美元，随后第二次减半启动，牛市周期启动。
第二次减半推动牛市在两年半后才结束，比特币价格达到 19499 美元峰值。
与第一次减半类似的是，一年后，比特币价格回调下跌 83%，在 2018 年 12 月底跌至每枚 3225 美元的最低点。截至 2020 年 1 月 31 日，比特币价格已部分恢复到 9300 美元，同比增长 188%。
（表格四：2009年1月至2020年1月间比特币对美元的价格走势）
减半的影响和意义
“它更像是一种典型的贵金属，不是通过改变供应量来实现价值的稳定，而是预先确定供应量，并且改变自己的价值。随着用户的增长，每个币的价值也在增长。它可能形成一个正向循环：随着用户的增加，价值也在增加，这将吸引更多的用户在这个不断增长的价值体系中获利。”—— Satoshi Nakamoto
减半是比特币成为一种健全货币的关键。
减半使得比特币的供应遵循一条反通胀曲线。即将到来的减半将使年供应通胀率从 3.7% 降至 1.8%。这标志着，比特币的通胀率将首次跌破大多数央行为法币设计的 2% 的通胀目标。
事实证明，与通胀资产（如法定货币）相比，黄金等抗通胀资产是更好的保值手段。
举个例子，英镑是现存最久的法定货币，有 317 年的历史，自诞生以来已经贬值超过99.5%。（这个价格下跌还并没有考虑到白银贬值的因素，因为最初每英镑价值为 12 盎司白银。）也就是说，这个历史上最成功的货币在通货膨胀的影响下，可能都不及其本身价值的 0.5%。
另一方面，自 1973 年美国正式结束金本位制以来，黄金升值了 1760%，而同期美元累计通货膨胀率为 472.53%。也就是说，1973 年 1 美元的购买力相当于今天的 5.73 美元。
（表格五：不同法币在不同年份的真实购买力）
稀缺性和Stock-to-flow
“作为一个思想实验，想象一下，曾经有一种和黄金一样稀有的贱金属，但它具有以下特性：外表是无聊的灰色，不是一个好的导体，不是特别的牢固，不易于延展，不能用于实际或装饰用途，但可以通过通信通道传送。”——Satoshi Nakamoto
Satoshi 2008 年发布的白皮书中提出了一个设想：如何证明稀缺的数据可以作为电子现金的一种形式存在。
通常来说，比特币往往被拿来与黄金或白银的这类的大宗商品进行对比。比特币通常被称为“数字黄金”，但由于价格波动、规模限制和复杂的用户体验等因素，目前比特币难以与已被广泛采用的支付系统竞争。
也就是说，许多比特币的采用者对“比特币作为一种价值储存手段”保持着坚定的信心。现有的价值储存手段黄金与现代支付机制有相似的局限性：
很少有商人接受黄金付款，金价容易出现波动，尽管幅度更小。而且，想要运输或修改交易大小，只能通过熔化和切割金块完成。
尽管黄金不是一种理想的现代交换媒介，但它已成为人类最古老、最值得信赖的价值储藏手段之一。
事实上，黄金的价值经久不衰正是因为它的稀缺性，这一属性通常使用SF 比率（Stock-to-Flowratio，以下简称 SF）来衡量。SF 比率量化了资产的稀缺性，用「资产的总供应量」(stock）除以「年生产总量」(flow)。
Stock-to-flow 理论认为，只有在被使用时，消费品的经济效用才得以实现。但是，高 SF 率的投资资产往往依赖于其存量和最终再出售（storage and eventual resale）。
作为参考，一个 S2F 率为 50 的资产，将需要50 年的现行生产速度才达到有现在已有的存量。
（减半前后金属商品的SF值及BTC的SF值）
高 S2F 值的资产的年通胀率往往都是比较低的。在当前受欢迎的金属商品中，黄金目前的 S2F 值最高。但 2024 年 5 月比特币第四次减半之后，比特币的 S2F 值很有可能立刻上涨，预计将立即成为领头羊。
比特币虽然并不是金属，但这的确是一个有意义的比较，因为比特币通常被视为“数字黄金”，具有价值储存、稀有、货币功能、通过“挖矿”生产等属性。
如果有重大的资源发现，或者资源开采上能变得更便宜，那么某些商品（包括黄金）的S2F 值可能是不可预测的。
例如，一个大型金矿被发现、提取黄金的新技术出现等等都可能带来高于预期的资金流。
比特币正独特地受益于其数学上的确定性以及基于当前网络上的参数可推断出的供应量。
不仅如此，比特币的稀缺性很有可能正在被低估。大量的比特币供应可能无法获得（如遗失的 BTC 、被锁定在无法消费的钱包里的 BTC），据估计，这一比例很有可能在 7% - 29% (150 - 600万枚比特币)之间。
对挖矿的影响
“未来几十年，当回报过低时，交易费将成为出块节点的主要补偿。我相信，20年后，要么交易量非常大，要么没有交易量。”——Satoshi Nakamoto
减半并不只是影响比特币的挖矿产量。市场参与者也应该注意到，矿业很有可能也会受到影响。因为他们的收入和成本会随着变化而调整。
减半过后，矿工的收入将立即减少约50%，这可能会使情况变得复杂起来。由于比特币网络常规的挖矿难度调整，矿工想要生产出有效区块，需要以编程的方式每两周调整一次自己的编程方式。
值得注意的是，比特币网络将在 631,008 区块时遇到挖矿难度调整，刚好是第三次减半后的1,000 多个区块中。
这意味着，矿工将不得不付出减半前相同算力来获得只有之前一半的收入，直到网络挖矿难度调整为止。（竞争越少，难度越低，反之亦然）
因此，区块的验证者必须在难度调整之前采取相应的行动，以避免相关的财务风险。
随着减半的临近，比特币参与者应该考虑以下影响：
矿商的区块奖励预计将减少 45% -50% ；
矿业的盈利能力可能面临巨大压力。由于设施、电力等经营费用基本上是固定的，这一压力也主要取决于减半周期中比特币的价格表现；
假设比特币价格为 9300 美元，那么在 2020 年 5 月减半之后，矿业年总收入将从每年 61 亿美元降至 31 亿美元；
当网络参与者开始消化低迷的网络补贴环境时，预计交易费用将成为一个更值得讨论的话题；
尽管比特币网络目前的安全性非常高，价格也远远高于同类产品的边际生产成本。但如果矿商选择退出市场，比特币网络的算力和安全性可能会降低。
由于交易费用只占区块奖励总额的 4 - 8%，我们必须思考更大范围的采用率和交易量是否有可能使得交易费用足以覆盖整个区块奖励。
更进一步说，4 年的一次的减半间隔是否能足够让这一夸张的举动被采用。
交易费用由比特币用户自行决定，高的费用将激励矿商们积极处理交易。与比特币自身价值减半相比，交易费用与需求的增长更为密切相关。
看起来，交易费用似乎并没有因为收入减半而增加，但平均而言，随着时间的推移，交易费用的确是一直在增加的。
（表格7：交易手续费和收入情况）
尽管这一现象可能在未来会发生改变，但在当前的网络状态下，比特币并没有足够的交易量或费用来弥补区块奖励补贴的减少。
（表格8：预估的2020年5月区块奖励调整后的奖励情况 注：交易费用一栏基于2019年平均值）
如上图 8 所示，在 630,000 区块上，矿工的总收入将减少 58,125 美元(假设 BTC/USD 的价格为 9,300美元）。为了充分补偿矿工的收入损失，交易费用需要增长 19.7 倍。
这意味着，假设平均每天有 33 万笔交易，总费用为 42.5 万美元(基于2019年的平均水平)，要么每天的交易量必须增加 1970% ，使交易量平均达到 683 万美元；要么将每笔交易的费用增加 1,869% 至 25.40 美元，以弥补收入损失（见图9）。
（表格9：当前平均交易手续费和日交易量Vs减半后补贴所需的平均交易手续费和日交易量）
我们预计，到2020年减半的时候，这个话题将受到更多的关注。此外，就目前而言，唯一有能力完全补偿矿商收入下降的指标是比特币价值的成比例增长。
总结与结论
此前的两次的减半历史表明，比特币价格在减半前的 12 至 18 个月出现了为期两年的上涨趋势，随后出现了从峰顶到谷底约 80% 的下跌趋势。
最近一次的牛市持续了近两年半，在 2017 年 12 月结束，价格最高达到19,499 美元后，逐渐回落 83%。
2018 年 12 月下旬，比特币跌至 3225 美元的最低点。到 2020 年 1 月 31 日，比特币已经部分恢复到 9300 美元，同比增长 188%。
减半对于帮助比特币符合健全货币的定义至关重要。由于比特币的生产过程要经历 50% 的降价，因此比特币的供应遵循一条反通胀曲线。其他遵循反通胀曲线的资产，如黄金，已被证明是比通胀资产(如法定货币)更好的保值手段。
第三次减半预计将于 2020 年 5 月 12 日启动，这将使比特币的年供应通胀率从 3.7% 降至 1.8%，这是比特币通胀率首次跌破多数央行设定的 2% 的通胀目标。
比特币的代码规定了一个呈现下降趋势的通胀率，直到2140年总供应量接近 2100 万比特币为止;然而，到 2032 年，99% 的比特币将被产出。
S2F 值较高的资产（如黄金）的年通货膨胀率比较低。虽然黄金仍是现在主流金属大众商品中 SF 值最高的，但比特币的 SF 值有望在 2024 年 5 月减半后领跑。
比特币虽然不是一种金属商品，但我们认为这是一个有意义的比较，因为这种数字资产通常被视为“数字黄金”，因为它具有类似的属性。
在减半的时候，矿工的盈利能力可能会受到很大的压力。这取决于比特币的价格表现，因为预估的比特币回报将下降45%至50%，并且设施和电力等运营成本基本上保持不变。
想要弥补整体区块奖励减少带来的危机，当前比特币并没有所需的交易量或费用，尽管这些内容可能在遥远的将来会发生改变。
交易费用可能会成为一个热门话题，因为网络参与者开始走入了区块奖励金低迷的补贴环境。目前，唯一有能力完全补偿矿工收入下降的指标是比特币价值的同比例增长。
综上所述，由于价格波动、规模限制和复杂的用户体验，比特币目前难以与广泛采用的支付系统相抗衡。当然，比特币减半也让许多比特币用户坚定了比特币成为“一种价值储存手段”的信心。
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