读懂比特币减半中矿工行为博弈过程

本文来自链闻ChainNews

无论比特币价格如何变化，矿工生存，强者胜。为生存和发展，矿工必须获得比同行更大的比较优势。

撰文：Matt D’Souza、Sam Chwarzynski、Mason Jappa 和 George Adams，均就职于加密货币挖矿服务供应商 Blockware Solutions

编译：詹涓

许多分析师认为，比特币存在一个价格下限，因为比特币矿工的 生产成本有一个盈亏平衡点。这一论断并不准确。

事实上，随着比特币价格越来越接近矿工的生产成本，比特币抛售往往会加速。比特币价格一直面临着来自矿工的抛售压力。而价格的支持因素实际上来自 矿工的投降 ，以及比特币网络上哈希功率的净减少——即，有利的难度调整。我们需要了解如何用 博弈论 分析矿工行为，这极其关键。

某矿工生产比特币的成本是由其电费决定的，因为对矿工而言， 95% 的运营费用都是电费。比特币需要达到一定的价格，矿工赚取的比特币收入才能超过电费。能获得最低电价的矿工，具有显著的比较优势。 

我们将按如下步骤来分析：

1. 比特币网络 ：

   谁是市场参与者，他们如何影响比特币的价格？

   解剖挖矿网络的各个层级

2. 下一代矿机 如何将赛场拉平——让高电价的矿工仍能留在比赛中。

3. 打破「矿工的盈亏平衡点就是比特币的价格下限」这一神话。

4. 2020 年减半 对比特币行业的影响——打出三连胜。

5. 挖矿 难度 ：中本聪精巧的网络稳定机制——理解其重力牵引力。

6. 矿工 投降 如何加速比特币的价格探底。

比特币市场有三种主要类型的参与者 ：

1. 投资基金 ：对冲基金、风险投资基金、家族理财和其他机构投资者。他们几乎完全采取「 只做多 」的策略，很少做空。他们通常有长期看多的倾向，但如果信念受到考验，他们有能力在任何时候撤出自己的头寸，然后离开。

2. 囤币者 (Hodlers) ：长期累积者，寻求比特币持有量的 最大化 。囤币者有一种长期看涨的倾向，对价格波动的敏感度低于投资基金。然而，和投资基金一样，囤币者可以随时撤出他们的全部头寸并离开。

3. 矿工 ：比特币网络的 支柱 。与投资基金和囤币者相比，矿工对比特币有更高的信念。他们有长远的投资期限。他们投资具有长生命周期的资产，这些资产既不能被用做他途，也不能以公平的市场价值迅速变现。比如 ASIC 矿机 具有 3 年以上的生命周期，只能用于挖掘 Sha-256 协议的币 （几乎只能是比特币） 。比特币挖矿设施有 5 年以上 的生命周期，通常是经过翻修的仓库，专门为冷却矿机而设计。平均而言，在将资金投入到矿机、设施建设和电力支出后，矿工需要 18 个月 才能实现收支平衡。矿工是比特币网络上抛压的主要驱动力量。新发行的所有比特币都被他们收获，他们必须出售比特币，才能为其挖矿业务的资本支出和运营支出提供资金。

来自矿工的抛压

每个月大约有 5.4 万 个新比特币被挖出来。假设比特币的交易价格是 1 万美元，那就相当于每月有 5.4 亿美元 的新比特币供应量释放到矿工手里。这 5.4 万枚比特币，矿工必须出售很大一部分才能支付电费。电价成本较高的矿工必须出售更大比例的比特币才能支付电费。所以，比特币网络上很大一部分 资本外流 是由矿工推动的。

被释放的新比特币，即潜在的抛压

解剖挖矿网络的层级，右图展示了矿工电费的分布情况以及各层级矿工控制的哈希功率所占百分比，哈希功率的百分比源自每一层级获得的比特币挖矿奖励的百分比

下一代矿机是怎样拉平赛场的？

由于新一代矿机的发布，过去的 8 个月的动态关系出现了显著变化。比特大陆 (Bitmain) 的 S17 Pro 50T 比 S9 13.5T 多消耗 50% 的能量，但产生的哈希功率比后者多 300% 。部署一台 S17 Pro 50T 即相当于 4 台 S9 13.5T 矿机的哈希功率。

第 1 层和第 2 层的矿工曾在网络哈希率中占有较大的比例，由于他们的电价较低，也就没有太大动力升级到下一代矿机。老一代的 S9 13.5T 使用 16nm 芯片，而 S17 Pro 50T 使用 7nm 芯片。芯片方面的创新使得电力没那么重要了，因为每太拉哈希 (terahash) 消耗的电力更少了。下一代矿机减轻了高电价带来的财务影响。

与之相反，效率低的老一代矿机若是在低电价则不会有太大的相对劣势。在第 1 层和第 2 层矿工看来，考虑到目前仍在网络上的旧矿机的百分比，如果通过升级采矿设备来获得更低的生产成本，在比特币 / 资产负债表耗损方面的机会成本是不划算的。只要其他层的矿工仍在使用旧矿机， 第 1 层和第 2 层 即便使用旧矿机依然有竞争力。

挖矿就靠生存能力，以及比同行更具竞争力。随着第 3-8 层的矿工转到新一代矿机，未来当他们控制的哈希接近 100% 时，第 1-2 层将 被迫升级 。比特币减半很可能是这一事件的导火索。

只要电价上涨，如果消耗比特币储备 / 资产负债表以获得资金用于购买下一代矿机，从机会成本来看，立刻就变得划算了。

早在 2019 年 5 月，具有前瞻性思维的矿工就开始预测，由于 2020 年的减半， S9 将面临关机的风险。结果，过去 8 个月里，第 3-8 层的矿工都积极进入硬件升级周期，转向下一代矿机，而第 1 层和第 2 层矿工还在运行他们的老一代 S9。
下一代矿机的升级已经使网络哈希率提高了 80% ，并提升了第 3-8 层所代表的网络哈希率所占的比例——稀释了第 1 层和第 2 层在整体网络哈希率中所占的份额。

结果，环保人士对比特币网络的预测被打脸。许多人预测，随着比特币网络超过特定的哈希率，会造成过度的能源消耗。但是，由于矿机正变得更加高效，网络哈希的能源消耗率反而 显著下降 了。

理解比特币矿工的行为

下面的分析会解释，在不同电价下运营的矿工当利润受到挤压时，会对市场造成怎样的 抛压 ，以及在无利可图的矿工关机 （难度的影响） 后带来的抛压缓解。

我们基于 博弈论 模拟了矿工在不同场景下的行为和决策。这些场景不是提出某种比特币的目标价格，而是想说明，在减半前后，当比特币处于各个价格水平时，挖矿网络会受到何种影响。

为了方便模拟，对于同一「 矿工层 」的所有矿工，我们使用了单一的平均 kWh 率。只有这样简化，才好确认在每一个比特币盈亏平衡点价格阈值处「关机」的矿机数量。这也使得当矿工关机时，会形成瀑布，因为它放大了后续的网络难度调整的幅度，也放大了存留矿工的利润。

由于这些假设，这个模型创建了一个「 台阶图 」，这有助于对现实的概念化图示，但是真实情况应该是更平滑、更线性的变化。

为了保持一致，本分析做出以下设定：

• 比特大陆 S17 代表下一代矿机，而比特大陆的 S9 代表上一代的矿机。下一代与上一代占全网哈希的百分比，目前为 61.38% 和 38.63% 。

• 在每一层内，所有矿工的电价是统一的，并基于该层所有矿工的平均 kWh 率。因此，在这个分析中，每一层的所有矿工其盈亏平衡生产成本是一致的，当比特币价格跌破这一点时，所有矿工都将关机。

• 在分析过程中，没有新矿工加入这个网络。

• S17 和 S9 矿机在每一层的比例各不相同，依据是下表中的分布：

我们之所以对这些设定有十足的信心，来自如下几点：

• Blockware Solutions, LLC 是北美最大的比特币矿机分销商之一。我们的客户和合作伙伴在以下国家和地区挖矿：美国、加拿大、墨西哥、委内瑞拉、巴拉圭、南非、冰岛、瑞典、挪威、不列颠哥伦比亚、德国、东欧、哈萨克斯坦、俄罗斯、阿联酋、伊朗、蒙古、中国、日本和澳大利亚。我们的业务范围广泛：客户群、战略合作伙伴、业务伙伴和网络，占网络总哈希率的 20% 以上。

• 我们与顶尖的矿池和最大的 ASIC 制造商进行着工作会议和同行评审，以深入了解每个地区的哈希率占比、电价和矿机型号的分布情况。

• 我们参观过中国成都 30 多兆瓦 的矿场，以及纽约州北部和太平洋西北部富含水电的地区的运营情况。

• 中国四川省、委内瑞拉、哈萨克斯坦、西得克萨斯、纽约州北部和太平洋西北地区的客户和合作伙伴，每度电费都低于 3 美分 ，但大多都完全使用上一代的矿机。他们很少有动力升级到下一代矿机，因为电价很低，使用更高效矿机的好处也就不高了，所以没什么理由升级到下一代矿机，因为成本巨大。

比特币价格在 1 万美元时：每一层矿工都有健康的利润空间

当比特币在 1 万美元交易时，每一个矿工层级都享有健康的利润空间，尤其是 S17 矿工设备。然而，对于第 8 层的矿工来说，S9 矿机已接近关机价格点。即便比特币在 1 万美元的高价位，第 8 层的 S9 矿机也需要出售其生产的 96.3% 比特币来覆盖电费支出。

基于上述场景，所有矿工每月必须出售至少 39.12% 的比特币 （相当于 211,225,815 美元） ，才能覆盖电费开支。这意味着，投资基金和囤币者部署的新资金必须达到每月 211,225,815 美元，才能跟上矿工为其运营所需的法币支出。矿工的抛压是持续的，而投资基金和持币者筹集的新资金却受市场情绪驱动，依市场周期的不同阶段而有所不同。

当比特币价格在 7,500 美元时：「矿工的盈亏平衡点就是价格底线」这一神话被打破

随着比特币价格下跌，矿工的利润空间受到挤压。因此他们被迫出售更大比例的挖矿奖励来支付电费 （收入在减少，而费用却保持不变） 。

让我们来看看在第 6 层、第 7 层和第 8 层运营 S9 的矿工：随着比特币价格接近并击穿矿工的盈亏平衡价，矿工现在在亏损状态下运营。他们必须卖掉所有挖出来的比特币，另外还要卖掉以前的比特币储备才能支付电费。这给市场带来了新挖币之外的抛压——与价格支撑恰好相反的作用力。

理解实际运行结果与纸上谈兵的差异

许多人认为，当比特币价格达到盈亏平衡点时，矿工可以直接关机，他们不会在亏损状况下运营。这是一个被严重误解的概念。合同义务和 失败的财务管理 往往会使矿工在亏损中继续运营。这也迫使矿工出售比挖出的币更多的数量；耗尽比特币储备，并给市场带来额外的抛压：

1. 矿工已与电力公司协商达成较低费率的电费合同，但获得这些电价的前提是要满足 最低用电量门槛 。因此，一些矿工可能会发现，即便在某个时期挖矿是亏本的，但他们仍然必须继续挖矿，这样才能满足最低的使用要求，否则就无法享受预定的长期电价。 （在无利可图时） 他们不能简单的关机一周或一个月，以等待比特币反弹。

2. 许多矿工把他们的矿机送到托管设施。这些托管合同在 1 到 2 年里将矿工锁定在一个固定费率，即每台矿机按月收取一个 固定的费用 （由电价决定） 。如果一名矿工拖欠月付款，托管设施可以没收矿机。结果许多矿工即便处于亏损状态，也会挖好几个月，这样才能避免违约，免得承担失去昂贵矿机的风险。

3. 矿工转变成 投机者 。矿工也是人，因此也免不了会有情绪波动。许多矿工可能会试图采取某一方案，踩准时机出售定量的比特币。有的矿工可能会在一获得出块奖励就卖出，也有的选择每周、每月卖出，或者只卖掉足以支付电费的比特币。不幸的是，当比特币上涨时，矿工往往会变成投机者，希望抓住一波牛市。我们与加密领域最大的场外交易平台之一分享过一些想法。2019 年 9 月，我们讨论说，为什么场外交易平台的一些挖矿客户会偏离其套现计划，而选择在 7 月和 8 月持有而非出售已开采的比特币——因为他们认为比特币将持续上涨。可是，比特币在 6 月下旬就见顶了，这些矿工不得不在 9 月和 10 月以低得多的价格出售比特币。这种情况加速了比特币的抛售，因为在新挖的比特币之外，比特币储备的套现造成了额外的抛压。

总之：当比特币价格在 1 万美元 时，每月开采的比特币总量只需要出售 39.12% 就可以覆盖电费。一旦比特币跌至 7,500 美元 ，所有矿工的利润率都将下降，而且导致第 6 层、第 7 层和第 8 层的 S9 矿机只能在亏损状态下运营。结果，每月开采的比特币需要卖掉总量的 53.18% ，才能覆盖电费。

矿工投降路线图

上图的解释如下：

1. 比特币接近某个矿工的 盈亏平衡价 。该矿工的利润空间被压缩，只好把挖出的比特币大部分都卖掉。这在市场上造成更大的抛压。

2. 比特币 跌穿 某个矿工的盈亏平衡价，使他只能在亏损状态下运行。

3. 该矿工必须卖掉挖出的所有比特币，还得卖出自己的比特币储备，才能覆盖电费支出，这给市场造成了新挖币之外的抛压。

4. 这个额外的抛压加速了比特币的抛售，并一直持续，直到在亏损状态运行的矿工 最终投降 。他们会清空自己全部资产负债表并破产 （可能要好几个月时间） 。

5. 在破产 / 投降之后，这些矿工把矿机关机，也造成全网哈希率的削减。这导致一次有利的 难度调整 。

6. 这个难度调整，使得新挖的比特币从低效的矿工转到了存活下来的矿工手中。幸存的矿工有了更健康的 利润空间 ，也就给比特币的价格减少了抛压，也为比特币的上涨提供了一个更健康的环境。

当比特币价格在 7,500 美元——在减半之前

有许多低效的、老一代的矿机还在挖比特币 （第 3-8 层运行 S9 的矿工） 。这些矿工给比特币造成最大的抛压，因为他们挖的币大部分都得出售才足以支付电费。 第 3-8 层 运行 S9 的矿工，其盈亏平衡的比特币价格也最高。它们代表了当前挖矿网络中对比特币价格造成下行压力的压力点。

比特币价格在 5,000 美元时——在减半之前

在比特币继续下跌至 5,000 美元的情况下，第 6 层、第 7 层、第 8 层的 S9 矿机将被迫关机。这导致了一个有利的难度调整，也将改善所有留存矿工的盈亏平衡价格。

然而，尽管难度调整能带来好处，但比特币在 5,000 美元时，第 4 和第 5 层运营 S9 的矿工仍在亏损中运行。 第 4 层和第 5 层 的 S9 矿工代表着挖矿网络中新的压力点，这使得比特币的价格非常脆弱。这些 S9 将遵循前面所说的矿工投降路线图：它们将开始清空自己的比特币储备来支付电力成本，直到破产并被迫关机——在关机之前持续增加比特币的抛压。

比特币价格在 5,000 美元时——在低效矿工关机之后

在长期亏损运行之后，第 4 层和第 5 层的 S9 也关机了。结果，留存的矿工终于见到了对他们有利的难度调整。第 4 层和第 5 层关机的 S9 占总网络哈希率的 14.5% 。这意味着在关机后，之前由第 4 层和第 5 层 S9 挖出的新币，即 14.5% 的新币将重新分配给留存的矿工。

这种重新分配将改善留存矿工的盈亏平衡价格，并减轻比特币的抛压，因为留存矿工的利润空间将改善。新挖的比特币现在正积攒在强手 （Strong hands，更高效的矿工） 手中。来自矿工的最小抛压从 69.60% 降至 51.49% 。

当比特币价格在 5,000 美元时——在减半之后

在比特币减半而价格在 5,000 美元 时，网络将进行一次健康的清理，比特币将获得一个再次触达新高的最佳位置 （即使比特币价格在 8,000 美元，也会带来一次实质性的清理） 。

2020 年 5 月的减半事件，将使矿工获得的奖励减少 50%。以比特币计价的挖矿收入将减少 50%。为了稳定挖矿的利润空间，只有比特币 价格上涨 ，矿工获得的以美元计价的挖矿收入才能保持不变。这一点至关重要，因为只有这样矿工才能为他们的电费开支提供资金。所有运行 S9、电费超过一度电 2.5 美分 （第 2-8 层） ；以及运行 S17 ，电费超过 6.5 美分的矿工 （第 7 和第 8 层） 都在亏本运行，当他们被迫关机时，将发生矿工投降的极端事件。

当比特币在 5,000 美元时——减半之后—在低效矿工关机之后

中本聪精巧的网络稳定机制：理解挖矿难度对矿工利润空间的重力牵引力。

如果在减半后比特币价格 2-4 个月时间仍维持在较低水平，许多亏损经营的矿工将被迫关机。在所有亏损经营的矿工都关机之后，幸存下来的矿工将经历巨大的利润空间释放。我们将看到一个短期的网络混乱，而一旦效率低下的矿工关机，难度调整将让世界恢复稳定。

难度：比特币协议有一个自校正机制，可以使挖矿网络的利润空间变得稳定，以确保矿工能得到足够的激励，继续保障网络的安全。矿工是比特币区块链的 骨干和安全层 。难度机制确保高效矿工有激励承担他们的角色。这是比特币挖矿领域最被低估、最不为人知的现象之一。如果挖矿网络正经历利润空间压缩，效率最低的挖矿者将被逐层剔除。

随着低效矿工的关机，网络上及时出块的哈希更少了，所以网络挖出一个区块需要更长时间。如果网络没有在 10 分钟内出块，将会发生一次有利的难度调整。本来由关机矿工获得的奖励，现在被分配给留存在网络上的矿工。人们认为这是一个有利的难度调整。这一过程将持续下去，直到利润率恢复正常，对留存的 / 效率最高的矿工来说，利润甚至非常诱人。挖矿就是生存之战。难度调整将减轻比特币价格修正对有效运营的矿工的影响。

突破之前的震荡—打出三连胜

• 减半—供给侧经济的改善

许多市场参与者都在猜测比特币的未来。可以确定的是，到 5 月中旬，随着新发行的挖矿奖励减半，比特币的潜在抛压将 减少 50% 。供给侧发行量减少 50%，将减少比特币供应量。按比特币协议的代码，这个供应量一直在缓慢下降。这是比特币价格的一个积极催化剂。

• 减半也改善了需求侧经济，引发积极情绪

有的经济学家可能会说，比特币一文不值，因为它目前太不稳定，无法成为一种有效的价值储存手段；也太慢，无法成为一个有效的支付平台。比特币的极大化者则说，比特币是数字黄金，因为它具有稀缺性。而最终，是市场决定着比特币的价格。

从历史上看，比特币在奔向减半事件时，会出现持续的上行 / 牛市周期 （在此过程中会出现多次严重的价格修正） 。大多数市场参与者都深刻理解这一历史趋势。有些人认定，减半已被比特币价格所反映，但是，除非你能确认，大多数市场参与者已调动了他们的现金头寸，并已达到了目标价格，否则这是无法证明的。市场参与者意见不一，但大部分人都持有一定数量的现金头寸。每个人都知道减半时间，这将在需求侧产生 积极情绪 。

这种心理上的积极情绪将使市场参与者预期并准备为上行势头调动现金头寸。每个人都了解此前的比特币减半的情况，每个人都在某个时候错过了比特币的大幅上涨——这也是比特币比其他任何资产拥有更多「囤币者」的原因。囤币者不愿再次遭到打击，错过一次猛涨。这是一个市场，而市场是由人类心理驱动的。比特币市场参与者的心理，在减半之前，是倾向于看涨的。这在比特币的需求侧催生了积极情绪。

• 机会主义的环境：因可获债务而实现资本化

在比特币网络经历显著或持续的有利的难度调整后，比特币价格见底的可能性增加 (https://bitcoin.blockwarepool.com/mining-data) 。这是因为，新挖的比特币现在分配给了最高效、财务状况良好的矿工，并被他们积攒起来。留存矿工获得的比特币数量与关机矿工获得的比特币数量 成正比 。这一罕见的赚钱机会让幸存的矿工积累大量比特币。

许多市场参与者正迅速获得一种新的刺激手段。通过中心化的放贷机构和去中心化的放贷平台，矿工可以用挖出的比特币作抵押，换取现金或稳定币，从而获得债务。现在，矿工也可以持有而不是出售比特币，当然，他们仍要承担电费开支、托管合同、采购更多矿机或进一步扩建基础设施等。总之，这一变化减少了来自网络的抛压，我们相信这将是比特币价格上涨的一个重要催化剂。

当更多的比特币被强手积累起来时，它可能会被长期囤积，也就相当于从网络上移走了一定的供应量。这些经验丰富的矿工以前就目睹过矿工投降，其资产负债表也有强健的比特币数量。许多人在感觉比特币价格较低时，会选择持有。对持有大量比特币的矿工来说，在市场上获得债务将是他们在价格回调期间持有比特币的另一个工具，这将减少抛压，并在回调期间 加速触底 。当然，这也可能是网络的另一个刺激因素，其结果如何值得谨慎观察，因为债务在与过度投机相伴时往往会以悲剧结束。

结合以上三种力量，我们可以预期，随着比特币价格的供给侧和需求侧经济的急剧改善，会产生强大的 乘数效应 。这就是减半能令比特币价格看涨的原因。

当比特币反弹至 7,500 美元——减半之后——矿工投降如何加速触底

在矿工关机 （投降） 后，新挖出的比特币被分配给效率最高的矿工，这将使比特币市场的抛压最小化，因为这些矿工处在远高于盈亏平衡点的状态。矿工关机时，比特币的出售会产生一些摩擦，同样，当比特币上涨时，矿工若想将机器重启，也会产生一些摩擦。许多矿工可能拖欠了几个月的电费、托管费或土地租赁费，如果不支付多月欠费的资金，就 无法重新开机 。这使得比特币的价格上涨更容易，随着价格上涨，新挖比特币中只有一小部分需要出售，以覆盖电力成本 （成本保持不变） ，因为幸存的矿工拥有健康的利润空间。

已关机的矿工无法在比特币价格上涨时同步启动机器。在价格下跌时、亏损经营的矿工不能立即关机，两者是类似的摩擦。当比特币价格在经历重大困难调整后出现反弹时，它为不需关机的高效矿工创造了一个有利环境，他们也将获得蛋糕的更大部分。

当比特币价格反弹至 1 万美元——减半之后——矿工投降如何加速价格探底

摩擦使效率低的矿工无法及时恢复开机。结果，新挖的比特币奖励都由高效矿工获得，因此，来自新挖比特币的最小抛压持续减小。当比特币价格达到 1 万美元时，来自矿工的抛压的最小占比降至 23.33% 。

下面的对比很好地说明，通过移除效率低下的矿工和减少网上潜在的抛压来进行清理是多么健康：

周期再次重复 : 比特币升至 1 万美元——在减半之后——难度调整之后的上涨

在比特币价格经历足够长时间的上涨后，效率低的矿工们终于能够重新开机。这导致了一个不利的难度调整，因为更多的矿工竞争相同数量的比特币。这导致来自矿工的抛压所占最小比例从 23.33% 上升到 51.49% 。

这个例子很好的说明了挖矿难度的重力牵引力作用，当然，我们看到的是由于矿工加入网络而造成的不利的 难度调整 ，这导致利润空间受到压缩。难度调整使挖矿网络保持稳定，也为维护比特币的安全层提供了足够的激励。

随着时间的推移，不论比特币价格如何波动，坚定而高效的矿工依然有充足的利润空间，足以保持盈利。最终，挖矿难度将消灭那些 运营效率低下 的矿工，但当比特币价格在短期内大幅上涨时，即使是效率低的矿工也能享有健康的利润空间。

许多人害怕减半。但如果你了解矿工的心理，以及 博弈论 如何驱动人们的行为，在减半之前和减半之后，那么，高效矿工应该是欢迎减半的。拥有最高效率矿机的矿工 （电费低于每度 6.3 美分） 会经历痛苦，但会生存下来。

比特币自然会面临来自矿工的抛售压力，这将压低比特币的价格。 在减半之后，只需投入更少的法币就能抵消矿工的抛压 。结果就是，通过向该体系注入足够多的 新法币 ，投资基金和囤币者将更有能力稳住下行压力，实现比特币价格的长期上涨。

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