黄连金：论比特币三度减半对价格、挖矿及 DeFi 影响
2020.05.13
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黄连金认为比特币减半下矿工应综合考虑电价、区块奖励、运营成本等因素，闪电网络等技术或促进比特币在 DeFi 领域的发展。
撰文：黄连金，CSA大中华区区块链安全工作组组长，元界 DNA 联合创始人，中国电子学会区块链分会专家委员
比特币这次减半，我打算分为下面几段内容分享一下我的粗浅想法。需要声明的是本文不能作为投资的建议，任何投资都会有风险，读者需要独立思考，谨慎判断。
比特币利用工作量证明维护网络安全，矿工通过竞争获得区块的记账权利并且因此获得区块的奖励和包括在区块里面所有交易的交易费。区块奖励减半是指每 210000 个区块（大约每四年），区块的奖励将减半，新代币的出现速度减慢两倍。这种减少奖励的过程称为「比特币减半」（halving），直到达到网络产生的最大数量的 2100 万比特币为止（根据初步估计，它将在 2140 年发生）。按照计算，比特币一共会发生 32 次区块减半事件，在所有减半事件结束后，区块的奖励就没有了，交易费成为矿工挖矿的唯一奖励。
过去一共发生过两次比特币的减半事件，分别发生在 2012 年 11 月 28 日和 2016 年 7 月 9 日。第一次发生区块减半事件时，比特币的价格为 12.31 美元，而在第二次减半时，比特币的价格已经变为 650.63 美元。这次减半是第三次，减半以后每天的比特币产出数量从 1800 枚减少到 900 枚，每一个区块的奖励从 12.5 枚减少到 6.25 枚。减半的算法被嵌入在源代码中，不能修改。减半的主要作用是保证比特币的稀缺性，在 2140 年后 2100 万比特币全部产出完毕，不会有新的比特币产出。事实上，因为大概有 3 到 4 百万的比特币由于个别比特币拥有者的大意忘记了私钥，永远找不到了，市场上真正能够流通的比特币远远低于 2100 万，更加增加了比特币的稀缺性。
这个可以从矿工经济学角度来理解。矿工经济学是我个人的提法，不知道其他人有没有提过。矿工经济学认为矿工的盈利主要有下面 5 个方面来决定：
需要注意的是上面 5 个方面是相互相承的，相互依赖的。除了比特币价格和每一个区块的奖励不是矿工可以控制以外，其他方面矿工有一定的主动权。矿工虽然不能控制比特币价格和每一个区块的奖励，但是这两个因素对于矿工能否盈利有比较重要作用。矿工经济学就是要在这 5 个方面都能够做到最佳的配置，获得最大的赢利。
第一，电的价格：据说如果每度电控制在人民币 2 毛到 3 毛之间和比特币在 7000 美金左右的话，其他方面控制比较好的矿工应该能够赚钱，从电的价格来看，由于新冠肺炎的影响，现在石油的价格大跌，而且能源的需求也大减，这个表示电的价格，至少一年到一年半的时间在全球会有下行的趋势，因此挖矿成本会减少。
第二，每个区块的奖励：减半以后，奖励是每一区块 6.25 个比特币，这个也就是说，矿工在同样的能源消耗的情况之下获得的比特币，比减半以前减少了一半，或者说是挖矿的难度增加了。在这方面，可能会淘汰一些比较老的矿机。
第三，矿机的算力：有人分析过矿机的技术已经非常成熟，新的研发周期会增加，目前最新一代的矿机比前面一代的矿机在算力上有 5 倍的提高，以后能否有新的提高就很难说。以后可以看到的是矿机生产商可能需要增加其他芯片的开发，比如人工智能芯片。否则被淘汰的可能性比较大。
第四，运营成本：运营成本是除了电以外的其他费用，包括矿机的购买和维护、人工费、差旅费。良好的管理可以优化这方面的成本。大型的矿场可能比小型的矿场有规模上的优势。
第五，最后一个也是最重要的，应该说是比特币的价格，比特币的价格越高，那么矿工的收益就越大，比特币的价是动态的。矿工保护挖矿收益的主要方法有三个。第一，在比特币价格低的情况下不卖比特币，这样可以维持比特币的价格。第二，把比特币抵押出去，借 USDT 或者其他稳定币来支付费用。第三，利用新兴的对冲基金的方法来对冲比特币的价格的风险。
所以总体来说就是，矿工要考虑到上面 5 方面的内容。减半当然是其中的一个重要的方面，如果这 5 方面能够协调好，最好有一个比较好的数学模型去模拟再进行优化配置，那么矿工的生活是非常美好的。
比特币在历史上有大概 15 次比较大的崩盘。崩盘的主要原因可以分为五个：交易所黑客事件引起比特币被盗，美国税务局要求征税，中国政府在 2013 和 2017 年的相关政策，比特币分叉，和最近新冠肺炎造成的 3 月 12 号黑色星期四的比特币价格下跌 52% 的崩盘。这些都是外部因素，比特币在 11 年的历史已经证明它可以抵御外部的不利因素。比特币减半是比特币的内部因素，在过去的两次减半，比特币的内部因素，也就是它的稀缺性，引起了比特币价格的指数级增加。这一次减半，我们可以拭目以待。希望至少在今年年底或者明年年初会有好的行情。最近由于疫情发生的几件事情对于比特币的长期走向应该非常有利。
1、北京时间 4 月 21 日凌晨 2 时 30 分，WTI 5 月原油期货结算价收报-37.63 美元 / 桶，每桶暴跌 55.90 美元，跌幅 305.97%，历史上首次收于负值。这意味着，将油运送倒炼油厂或存储的成本，已经超过了石油本身的价值。这个在比特币期货应该永远不会出现。因为实物资产比如石油和黄金。都有仓储和运输等等在金融上称呼为携带成本（Cost of Carry）。但是比特币作为虚拟资产没有携带成本。这个使得比特币的金融期货产品相对风险减少。
2、包括美国、欧盟、拉丁美洲等大部分国家由于疫情采用的货币增发和量化宽松政策在疫情过去以后，经济恢复的情况下，由于增发的法币逐渐进入到流通领域，引起大规模的通货膨胀。这个通货膨胀与疫情一样，具有全球性。比特币的稀缺性可以对冲这个风险。
3、北京时间 5 月 2 日晚，股神沃伦·巴菲特旗下公司伯克希尔·哈撒韦发布 2020 年一季报显示投资亏损 497 亿美元。作为比较，2 月份比特币价格来到 10000 美元上方，虽然在 3 月 12 号黑色星期四比特币价格下跌，后来逐渐回升。到第一季度总体季度增加 4%。比较股票市场，哪一个在疫情下有更加多的风险应该一目了然。
4、来自区块链分析初创公司 Glassnode 的最近数据发现，在过去两个月中，持有 0.01 到 1 BTC 的地址（散户投资者的地址）数量急剧增加。
总而言之，比特币的价格应该是长期看好，短期需要谨慎投资。
比特币是去中心化的技术开发运作，没有中心化的路线图。但是比特币社区有一个所谓的比特币改进计划（BIP）流程。合理的 BIP 计划会得到社区的批准，批准以后社区的核心开发者进行开发，就可以推进比特币的发展。其中三个比特币改进协议 BIP 340、341 和 342 可能会在 2020 或者 2021 年通过软分叉实现。BIP 340 实现 Schnorr 签名算法，比较传统的 ECDSA 有 3 个好处：（1）签名本身的安全（non-malleable，签名不能做假），（2）多个签名可以合并成为一个签名，有利于隐私和节省空间，（3）另一个改进是盲签名，签名者可以代表另一方签名而无需了解有关签名的信息或签名本身的任何信息。这有利于保密的原子交换，在这种情况下，可以通过不需要信任的托管代理来转移比特币。BIP 341 和 BIP342 是有关 Taproot 和 Schnorr 签名算法结合做到隐私保护方面的优化。这 3 个 BIP 实现加上闪电网路的成熟对于比特币的进一步发展和广泛使用意义重大，特别是在下面提到的 DeFi 生态的应用。
比特币被许多区块链爱好者作为数字黄金，具有储藏的功能，因为性能问题，在支付和其他需要高频交易的领域目前没有大的突破。随着闪电网路的成熟，和前面提到的 BIP 的实现，比特币的性能和隐私应该有比较大的突破。特别是基于比特币网络建立的侧链可以利用图灵完备的智能合约（比如 RootStock 侧链技术）来构建 DeFi 的应用，比特币上面的 DeFi 生态已经初见端倪。那么 DeFi 到底是什么鬼，有什么优点？具体的应用生态是什么，应该需要注意哪些问题？
DeFi （Decentralized Finance）是去中心化金融，也有学者称呼为开放金融（Open Finance）主要是利用去中心化协议和智能合约提供普惠的，不需要准入条件的金融服务。DeFi 主要有下面的属性和优点：
普惠性：目前全球有 17 亿人没有银行账号。在美国就有 5500 多万人，也就是 22% 多的家庭没有银行账号。非洲有 3.5 亿的人没有银行账号，37% 东南亚人没有银行账号。没有银行账号就不能享受大部分的金融服务。DeFi 可以使得世界任何一个角落的任何一个人都能享受金融服务，只需要下载钱包软件就可以了。
可控性：DeFi 用户在金融交易中可以任意扮演买方或卖方，即消费服务或提供服务。并且可以控制自己的资产和隐私。传统金融只有金融机构才能提供服务，用户的资产在中心化金融机构的服务器上，用户控制权力有限。
透明性：DeFi 协议代码都是开源的，因此任何人都可以验证其安全性、交互规则以及实际网络使用情况。DeFi 的所有交易都记录在不可篡改的公开的账本，按照链的设计有权限的用户可以验证，审查有关的交易记录。
抗审查性：所有交易由区块链的共识节点（服务器）进行验证，不需要人工参与，服务器仅仅对于交易的发出者的签名和可以承担的币的数量进行验证，不会进行其他的审查。这样做保护和保证网路的整体安全和公平。这个与传统的跨境支付网路（SWIFT）经常受到美国审查压制其他国家比较应该会有巨大的生命力。
可编程性：可以利用智能合约编制不同的 DeFi 应用，具体应用类型下面介绍。
可组合性：可以利用底层协议和应用进行组合生成新的应用。但是在组合应用应该注意安全问题，前段时间 DeFi 的一个组合应用受到黑客攻击给了行业一个警示。
可互操作性：好的 DeFi 应用可以在数字货币与数字货币之间进行跨链的互操作。合成资产类型的 DeFi 可以在数字货币与法币和物理资产价格进行交互。
高利息性：由于经济不景气，目前大部分国家的金融机构提供零利率或者甚至是负利率的存款。DeFi 生态目前能够提供相对比较高的利息，利息的主要来源是 DeFi 生态的交易费，staking 收入 , 贷款发放费 , 和 DeFi 生态的其他奖励。
零费用性：传统金融账户可能会有不同的月费用（或者账户超过最小金额免费）。DeFi 的钱包免费下载，没有开户费用，也没有最小金额需求，没有月费。与物理资产投资比较，没有携带费用。
可分散性：在新冠病毒下的货币增发情况下可以与传统投资的组合来分散风险，也可以与其他数字货币之间的组合来分散风险。
我们可以把 DeFi 的应用按照层次从下到上进行如下的排列。排列有助于应用之间的互操作，和应用之间的组合。原则是，上层次的应用可以利用下面层次的协议和应用进行组合。
底层区块链技术：底层区块链技术比如比特币，以太坊，Metaverse DNA 等等提供可信，安全，不可篡改的分布式账本。另外客户端的钱包应用比如 imtoken, MyETPWallet 等等提供 UI 用户界面。底层区块链技术是基础。上面的应用建立在这层次上。
去中心化交易所（DEX）：DEX 可以提供链与链之间币的原子交换，或者智能合约的跨链交易完成 DeFi 的商业逻辑。
稳定币：稳定币可以用法币进行抵押（有一定的中心化成分），也可以用一种或者多种类的主流的数字货币进行抵押产生锚定法币的稳定币。稳定币对于 DeFi 生态非常重要。特别是数字货币发展初期，所有数字货币的价格波动非常大，稳定币成为一个非常重要的清算和结算单位，也可以成为避险的工具，也可以被借贷。
借贷和 Staking：DeFi 的一大应用是点对点的借贷，借贷的条例用智能合约（但是需要保证智能合约的安全，智能合约必须经过第三方安全审计）实现，没有对手方的风险，应该会有大规模的使用。Staking 也可以产生利息但是需要用户建立共识节点或者委托给可以信任的节点，通过权益证明维护区块链网络安全来获得利息。
DeFi 的应用可以包括数字货币的指数基金（类似于股票市场的 ETF），也可以对表实物资产的价格进行衍生品交易，也可以在合规的前提下做基于资产的证券通证化（ABS Token）。
预测市场，分布式保险协议，供应链金融，和其他金融应用可以利用底层的应用进行组合，这些才刚刚开始。
在这些分层次的服务以外有两个垂直的服务：区块链的安全和给智能合约提供可信数据的预言机（oracle）。安全和预言机在每一个层次的应用都是必须的。
DeFi 在 2019 年是一个非常热的话题，主要是在以太坊的 DeFi 应用。根据 defipulse.com 统计在以太坊上曾经有 10 亿美金的资产锁定在 DeFi 的应用里面。在笔者写这篇文章（2020 年 5 月 4 号）的时候也有 8.43 亿美金。DeFi 的应用生态不会仅仅在以太坊上，比特币比以太坊的市值超过 7 倍，应该在 DeFi 有比以太坊多 7 倍的潜在市场。但是 DeFi 的应用刚刚开始，问题还是非常多。我们作为用户和开发者需要注意下面的一些问题：金融安全，监管安全，技术安全。
（1）价格操纵：DeFi 系统的巨鲸或者大户可能会操纵价格来获利，或者项目方如果权利过大也可能操纵价格。DeFi 系统在生态设计需要考虑这些问题，利用智能合约的逻辑和权限设计防止恶意价格操纵。比如可以在智能合约设计里面对于被锁定资产的价格和每天进出比例进行限制并且对于链上资产的进出和价格进行监控，预警机制，和人工审查的机制。
（2）高 Staking 或者利息造成的系统性泡沫，避免 DeFi 系统因为高利息和庞氏类型的投资造成的崩盘。
（3）外部行情：DeFi 的生态有时候会受到外部行情的影响。比如由于新冠病毒造成的股票市场崩盘也引起 3 月 12 号黑色星期四的 MakerDAO 的清算活动导致损失 567 万美元。这是因为一些人利用以太坊网络堵塞引起价格预言机不能正常反馈价格而用近于 0 的价格赢得了以太坊币 ETH 的流动性拍卖。这个事件反映了以太坊最大的 DeFi 应用 MakerDAO 的设计在安全方面的严重欠缺。也反映了目前以太坊作为底层区块链的性能问题引起的金融安全问题，更加反映外部行情对于 DeFi 系统的影响。给我们的教训是我们在设计 DeFi 应用应该是安全第一。
我们在 2018 年 6 月通过机械工业出版社出版了一本《区块链安全技术指南》的书，其中提到的安全控制对于 DeFi 的技术安全具有重要的指导性意义。
由于文章篇幅有限，我们这里主要罗列下面需要考虑的技术安全，具体内容欢迎读者与我沟通。
DeFi 应用的目前现状是在监管的灰色地带。主要原因是生态还小，世界上大部分监管机构没有人力，物力和监管条例去监管 DeFi 的应用。这个给 DeFi 应用一个比较有利的时间窗口，可以在不触红线的情况下大胆创新。但是作为长期的发展必须考虑到下面两点：
1. KYC/AML 与去中心化的平衡问题，DeFi 的应用本身是去中心化，但是作为金融应用，实名认证（KYC）和反洗钱（AML）是必须做的。如何做好去中心化，保护用户隐私和 KYC/AML 之间的平衡是一个非常困难的监管安全问题。这个需要不断的研究，沟通（与监管层）和改进。
2. 地域性问题：金融合规必须是本地化的。因为各个国家和地区的监管环境和条例以及监管人才参差不齐。
最后，我们总结一下，DeFi 能否成功技术虽然重要，但是更加重要的是生态上的游戏规则。这个需要遵循去中心化应用的生态特征来设计。笔者认为成功的 DeFi 生态特征必须是有利于所有生态参与者，项目方能够自证清白，大家一起把生态做大，杜绝生态的少数人割大部分人的韭菜，DeFi 的应用应该是面向全球，系统的设计没有金融的系统性风险，生态和平台本身有自我造血功能，商业逻辑可以持续发展，可以吸引新的流量，在技术安全上面下大功夫，符合本地化监管，或者能够帮助监管机构建立新的监管条例。用一句话：DeFi 的前程非常远大和光明，但是道路艰辛。
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