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揭秘比特币的算力之美与资产化奥秘

时间: 2020-06-30 17:38 作者:aa0edab 来源:未知 点击:

外汇天眼APP讯 : 要理解整个挖矿行业背后的一个驱使动力,我们需要回到一些很基础的问题上,那就是:比特币的功能是什么?

从一个计算机架构的角度上来看,比特币的交易实是一个状态机的复 制过程,现在传统的计算机架构,基本上是在1940年代冯诺依曼提出来冯式架构的延伸。他当时提出这个框架,把指令和运算通过一个数据总线连接起来,并把它两者分开,使得通用计算器可以得到诞生以及发展。

比特币是一个非常不一样的计算范式,它把具体的存储、通讯,以及计算都从单一的硬件上分离出来了,使得每一个特定的硬件都拥有整个账本。但是在这种每个计算硬件都拥有一个账本的情况下,计算的效率很大地牺牲掉了。

为什么需要这种高冗余性、低效,但是又整个计算过程非常透明的架构呢?它是体达到了什么目的?

重要的一点是『修订交易的所有权』,虽然这种计算范式它以效率为代价,但是整个交易的过程对所有参与者都是透明的,使得整个交易历史的修改权不再由单一组织控制。如此一个计算过程对所有参与者透明的计算范式有潜力成为独立的国际间结算系统。

结算系统的经济意义

清算系统的经济意义是什么?大家知道经济是市场的总和,市场是所有交易的总和,所有的交易活动最终都会流入到结算体系。现有的传统国际清算体系非常复杂,因为必须要决定哪一个在另一个交易之前发生,交易的定序就决定了一个财富转移的关系。

为了保证财富转移关系的准确性,其实在现有的清结算体系之上,建立了大大小小的各种层面上的基础设施,来保证无论是交易风险,还是账户的状态更新也好,都准确无疑。在每一层面上都会有一部分的利润被逐层瓜分。

比特币作为一个清算体系,相对来说是非常有效的,因为无论是账本的一个控制,还是交易的先后顺序,其实这些都在协议本身里面就完成了。

所有的这种支持性的业务都被涵盖在了比特币整个体系之内,成了整个系统中的不同功能,而不是刚才提到的分离的各个商业机构。所有的交易费、所有积累的经济价值都会以手续费的形式最后流入到结算体系。

另外,在传统的清结算体系下,例如美元的结算体系Fedwire,如果要成为结算体系的受益人,,要成为12个 『Charter Bank』中的一员。这是非常昂贵的一个过程,而且也需要很多年的权力和财富的积累。而在比特币的结算体系下,任何人只要打开矿机,就可以成为结算体系的受益者。

结算体系的关键在于交易的『最终性』(finality),一旦一个交易的顺序被确定了之后,很难去把它再随意地做篡改。传统的结算体系的『最终性』是由其所在的法律管辖区决断。

在比特币的体系中,通过工作量的逐步增长,区块的时间价值重量也在变强,换言之,越老的区块去修改它的成本越高。在这里提到一个很重要的概念是结算的确定性(settlement assurance):随着整个网络算力的增强,及整个网络共识的硬化,越早的一些区块,它的结算确定性也就越高。作为增长区块时间价值重量的一个补偿,矿工也会得到相应的奖励。

闪电网络与费率波动性

在有了『最终性』的保证之后,比特币要成为一个受欢迎的结算体系,还需要非常简易的交易与非常低的费率。交易速度是比特币很多年来一直为人诟病的问题,尽管有各种各样的扩容方案,如提高区块大小、隔离见证加两倍的区块等,但其实每种方案它都有各自的限制。

在国内,大家对闪电网络的提及度与熟悉度都不太高。我觉得闪电网络目前开源,自发的开发模式以及发展历程,其实和比特币早期的开发历程有很大相似。在过去两年,闪电网络变得越发主流化,我个人觉得闪电网络的架构是最合理的,也是最符合网络延展的逻辑。

闪电网络的基础是状态通道。比如说A和B之间交易非常频繁,而且都是一些很小额的交易,每一次交易都传播到全网上,其实是一个非常低效的方式。如果A和B拿出一部分的比特币,比如 A拿出5个BTC,B拿出5个BTC,去做抵押,然后打开一个状态通道,当这个状态通道在开放的时候,每一笔的交易只要不超过抵押的数量所设定的一些限制,A和B之间可以无限次的做小额的交易。

如果A和B之间有一方做了恶,那么另一方会把整个抵押给收回去,这个状态通道也就关掉了。在整个过程中只有两笔交易,最终会记入区块链主网,一个是打开状态通道的第一个交易,以及最后关掉这个交易通道的交易,但是这个过程中其实可能已经发生过了上万次或是更多的交易,而最终涉及到区块链的只需要两次。

闪电网络正逐渐地铺开,大家可以从这4张图上看到这两年的发展。最近增速达到了瓶颈。毕竟是一个非常自发式的发展。我觉得这种技术它总是需要度过一些滞后的周期。

总体来说,从我看到的这一系列的进度,我对闪电网络是非常乐观的。

除了交易的简单性,费率还要低。随着减半次数增加,比特币的费率占挖矿收入的比例也就越来越高,在闪电网络提出之初,其实有一个问题,更多的交易会转移到二层网络,会不会吸收一部分费率的增长?

如果大量小额交易能转移至二层网络,对于抑制长期的费率增长,闪电应该是有一定帮助的,但是对于短期区块之间的费率波动还是无法控制。原因是一个叫做『时间膨胀攻击』(Time dilation attack)的漏洞,它的本质是一种『日蚀攻击』。

这种攻击它不需要在移动算力的情况下去盗取用户的资金。这个漏洞可以通过一种瞭望塔 (Watch Tower)的服务去解决。但是这引入了对第三方的信任,而且也需要用户对瞭望塔付费,一部分的短期费率增长由矿工转移到了瞭望塔的服务商。

我个人认为其实短期的费率的波动性是一个很困难的问题。如果闪电网络真的能够成功地带来『比特币经济』爆发式的增长,那么对交易的要求也就会越来越多,费率的重要性也会越来越显著。正如一个健康的经济体需要一定程度的通货膨胀,健康的比特币经济需要一定程度的算力膨胀来抑制长期费率飙升。

比特币现在的发展形势和石油产业在1900年早期的境况很相似——由投机行为主导,缺乏“杀手级应用”。早期的石油产业经过了一段很疯狂的『黑色黄金』的阶段,像在宾夕法尼亚州的很多地方,大家在自己的院子里面就开始挖。大家都知道这个东西有人买,这个东西的价格被炒地满天飞,但是基本上大家都不知道这黑黢黢的东西是拿来干吗的。

在那个时候,大家只提炼煤油,把汽油、柴油这些都当做是废物抛弃掉了,那个时候石油所谓的杀手级应用就是把煤油当做一种灯油来代替鲸鱼的脂肪,所以整个石油行业直到后来发动机的出现,像亨利福特把汽车产业逐渐的标准化,到这种时候才出现了对石油的硬需求,有了更清楚的、更清晰的认识。

所以我觉得像比特币这种大宗商品也会经历这么一个过程,也会需要去等待它的这么一个发动机的时刻。一旦有了这么一个时刻,交易的最终性、交易的速度、便宜、费率低,这些都是非常重要的一些因素。这些多多少少都和算力能够常保持长期的通胀是有关系的。但随着减半的次数逐渐增多,怎么样持续地去吸引矿工来贡献算力以保持长期算力通胀,这确实是一个比较复杂的问题。

工作证明与结算系统安全性

对于比特币整个网络的安全来说,光有算力是不够的。我们也看到了各种各样的分叉例子,有的分叉无关痛痒,但是有的分叉对于一个网络所持有的资源还是有很大的伤害。那为什么会出现这种现象呢?

首先网络共识是一个非常复杂的现象,算力它不代表是一个绝对的权力。机器共识的硬度取决于两个因素,一个是持续创造算力的一个成本,租赁算力的成本,另外一 个是算力所有权的分布,如果算力所有权越分散,那么去收集大量的算力就越困难。

光有这两个条件,对整个结算系统的安全性还不够。之所以说算力不是绝对的权力,是因为分布式共识中涉及到两个方面:一是人类的共识对开发的的决策;什么样的东西是社区喜欢的,什么样的东西是社区不喜欢的;二是机器共识即交易顺序的晶体化,把能源转化成数字化的一个绝对账本。这两者其实是互相制约、阴阳调和的。

每个项目情况都不太一样,有的项目如果被开发者团体特别强硬,然后有一些行业领袖声音特别明显,他们可以把控项目发展;在有些项目里面,矿工的实力非常强,他们可以通过分叉等等方式去威胁整个网络的安全性。

这两个极端我当时给它取了两个名字,一个叫做『脆弱的恐惧平衡』,即在算力高度集中的情况下,大矿工把社区以分叉为要挟劫持。我们看到有一些项目很明显出现这种情况,包括一些比较有争议的项目。

这个名词来源于50年代美苏冷战期间,由RAND首次提出,肯尼迪总统,基辛格等人多次提出。大概是美苏之间以全面核战争为代价维系“脆弱的恐惧平衡”,这样来避免了争端升级成毁灭式的战争。

另一个极端是整个社区对开发者出现了非常狂热的崇拜,我们在一些小币种里面也看到了这种现象,比如说分布式存储的项目叫做Siacoin,在2018年,他们听说了比特大陆在造ASIC,然后他们开始是尝试自己去造ASIC,后来失败了,直接就对网络进行了分叉,相当于把比特大陆机器给强行关掉了。

包括现在更新一些的项目,比如说Grin在设计之初也刻意地将算法做成了记忆存储的密集性,使ASIC进来非常的昂贵,这些都是开源社区中一些态度很强硬的开发者所做的决定。

他们的支配地位对于整个项目前进的方向有决定性的作用,如果开发者的自我意识变得非常强的话,即使在开源社区中没有一个很明显的上下关系,也会出现这种隐形的阶级,一种变相的官 僚 主 义。

这个现象我把它叫做『无结构主义的暴政』,这也是50年代在美国女权运动失败后,一个叫Jo Freeman的运动领袖所做的反思和总结。论文的标题就是“无结构主义的暴政”。文中很深刻地描写了一些看似很民粹、平等甚至平权的组织,其实更容易形成隐形规则和阶级,反而使得这种运动更容易崩溃失败。

不管怎么说,开发者和矿工之间的分歧,其实和去中心化这种理想没有太大关系,主要还是谁在控制着发币的机制,哪个派系在控制着市场。这两种社区管理的方式都非常极端,绝大部分项目都是在这两者之间,不过毋庸置疑的是算力它作为将能源转化为交易排序晶体化的一个过程,有非常重大的经济意义。

算力的供给与行业关系梳理

之前提到随着行业发展,如果要保证比特币作为结算体系,能在未来吸引更多商业活动的,算力在长期保持一定程度的通胀是十分重要的。

过去算力的供给几乎是完全受价格的影响。比特币价格上涨,大家觉得挖矿赚钱,然后矿工开始角力,寻找低廉的电力挖矿,逐步竞争使得开发商开始互相去寻找更先进的工艺。

这个过程循环使得网络算力逐步增长,难度上升,挖矿利润下调,再让算力的增速放缓。整个过程的核心逻辑还是供求关系,其他的因素都是通过供求关系来影响价格。

就微观而言,挖矿落实到最后其实还是每个矿工利润的问题。如果矿工不赚钱,矿工对这个东西也就失去了兴趣。如果要保证长期健康的发展,必须要分析产业的利润分配结构,以及哪些因素在影响矿工的利润。

比特币在设计之初,其实解决了一个很复杂的问题:异步分布式系统在单节点失败情况下如何达成共识。

算力行业的格局

要理解矿工的收益,我们需要来理解整个行业的格局。对于一些不熟悉的听众来说,可能会经常听见一些开发商、数据中心、电厂这样的名词,但是并不太清楚他们之间的相互作用关系是什么样,起始点肯定是矿工,以及愿意投资挖矿的这些投资人,随着币价和挖矿利润的增长,对这个事情产生兴趣,然后无论是从矿机厂商直接进购机器。

一般来说开发商是要全额支付整个机器的订单,基本上80%以上需要首先提前支付,这是因为开发商需要向晶圆厂,向TSMC、三星这些代工厂去订购晶圆,这其实也是一个很昂贵的过程。

对半导体工行业熟悉的朋友也知道,越到上游中心化的现象就越强烈,甚至到TSMC之上光刻机的制造基本上就只有荷兰的一家公司在掌控着整个行业的命脉。

最近,随着开发商的增加,他们之间的竞争变多,也出现了一些开发商愿意和矿工一起来承担一部分首付的风险,但其实这种调整也都意义不是特别大。之所以会出现这种对首付要求百分之七八十以上的现象是有一定的历史原因。

在2015年,以及2018年之初,不少的开发商当时因为之前的狂热牛市而高估了整个市场热度。当然这个也确实很难预测,因为硬件市场毕竟对于金融市场有一个反应速度,无论是去订晶圆,还是去做新的机器,这都需要相当长一段时间。

金融市场它本质是一个信息的变化,它的反应速度非常快,而硬件市场的反应速度就相对的滞后。这么几年下来,开发商也逐渐变得更保守,基本上就是说,你下了订单,然后两周以后给你发货(有现货的情况就另当别论)。

除了硬件这层关系,还有数据中心、矿场也是大家经常听到的名词。其实很多数据中心在2013年开始了第一批这种很专业的矿场,一些熟悉挖矿历史的人也知道烤猫,这些元老级的人物也做了各种各样的尝试。发展到现在,其实国内一些矿场已经高度专业化,水平也非常高,但是这些毕竟是头部矿场。整个体系从能源到硬件,到矿工挖出来币,然后在交易所上或者是通过OTC去换成法币。

算力资本市场化与分类

还有个问题是在购买算力的时候大家具体是买的是什么东西?之前提到了算力是一个数字化的大宗商品,它其实是一个抽象的数字化大宗商品,绝大部分其他大宗商品,无论是咖啡豆,还是一些稀有金属,它们都经过了一个资本市场化的过程。

这个资本市场化的过程还挺复杂的,像咖啡豆作为一个商品交易,最近10多年才变得更标准化。标准化其实非常地重要,不然每一个咖啡豆它的种类、质量都不一样,如果这些因素无法被很有效的市场机制给量化或者做一些分类,交易就太复杂了。

算力作为一个商品的交易规模和资本市场的形态都还在非常早期的状态。在交易算力的过程其实就是交易矿机。

这里有一个问题,一个是交易的过程非常的麻烦,涉及到大量的人力、物力,以及时间的滞后,再加上市场本质,还因为市场的架构交易起来会非常不透明,有大量的信息都在买方和卖方之间单独传播,没有一个很公开的机制,让大家很好的去看到定价。

所以这个过程类似于像咖啡豆,也需要一个标准化的一个过程,是一个相对来说更漫长的一个过程,需要市场有一定的自发性。但是纵观其他商品的发展的历程,这个过程肯定是不可避免的。这个是实体矿机最主要购买算力的一个方式。

另外,就是虚拟算力,也就是云算力。我在这里放了一张图,是各种不同期的期限云算力合约的定价。现在对于云算力,国内的一些玩家应该很清楚,这个东西里面的水很深,一个是定价非常的参差不齐,然后跑路的特别多,也很难去界定他们背后实际上实力到底如何。

这个市场也是一个非常带标准化的过程,因为它已经完成了一个虚拟化的过程,虚拟化的算力买卖其实标准化起来要更容易一些。

所以我认为『云算力标准化』其实会在『矿机市场的标准化』之前发生,但是一个先决条件是云算力市场别把自己给玩“死”了,因为这是很低效的商业模式,基本上他们一方面向矿工去租算力,另外一方面向无论是散户也好,还是一些挖矿的基金也好,去卖这个算力,中间赚差价。

但是定价一是模型非常复杂,他们很多自己也不知道该怎么去定价。然后有的时候市场如果出现了巨大的变化的话,那对买方卖方,以及平台自己都是有一定的影响。

比如在2019年4月,那个时候币价从11月份开始到4月份基本上是3000美元左右在游走,到了4月份的时候突然一下涨到了4000~5000美元,在那段时间很多云算力平台根本就没来得及去调整它的合约的价格。

所以有一些很聪明的玩家在那个时候大量地进购,还以3000美元为标准而定价的这些云算力合约,接下来格涨得很快,全网算力反应也花了一段时间,这种是少有的云算力挣钱的情况。

最后一种资产类别是合成算力,这是一个稍微超前一点的概念。意思是一个买方和一个卖方,比特币的买卖双方达成了长期互换交易关系,每天比特币的卖方和买方会以一定的交换率去交换比特币与法币。

交换率是模仿算力增长而对挖矿收益的一个变化,这种合成的算力方式,其实是一种模拟挖矿来卖币或者模拟挖矿来买币的方式,这在一些矿池(尤其是和交易所有合作的矿池,或者是交易所开的矿池里面)也开始出现了一些雏形。这种模式如果有足够的买方兴趣的话,会逐渐发展起来。

这种交易模式现在还比较新,还没有看到一些特别有意思这样的服务,但是我觉得这种东西诞生只是一个时间问题。再加上现在FTX也出现了算力的指标,像Coin Metrics出现了算力指标,以后对算力指标衍生出来的合成算力产品,我觉得在一定程度上会受到一些投机者的欢迎。

(责任编辑:aa0edab)

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