[20140829]维持比特币网络需要花费多少比特币？

咱们开门见山：如果比特币真的是一种更廉价更高效的支付处理机制，诸如大型支付提供商之类的营利性组织，早就会开始复制它，并且至少已经开始在内部使用它，借以提升获利能力了。他们没有这样做，因为这样做并不划算，事实上，维护一个类似比特币这样的网络，其成本要远大于维护一个中心化的支付系统，例如在PI服务器（PI server）上运行一个MongoDB（一种新型的分布式文档存储数据库）。

对于他们来说，底线是这些中心化的解决方案的边际价值必须要大于维护它们的成本（MV>MC），否则就不会获得利润。下面将会详述，比特币并不符合这一要求。

有一个错误认识 – 比特币的网络是廉价甚至免费的 – 隔三岔五就会在比特币社区被人提及，这一问题其实是与若隐若现的网络交易手续费问题同根的。

例如，加文·安德烈森（Gavin Andresen）最近写的一篇文章，其内容是关于如何提高区块确认速度：

人们断言“比特币没有规模效益【指比特币网络处理单个交易所需占用的资源并不会随着交易数量的上升而显著下降 – 译者注】”，理论上这是对的：你用于处理每秒N个交易所需的带宽和CPU资源，仍旧是必须与N成比例对应的。当某天比特币成为世界上第二大支付网络的时候，我们也许就会开始有麻烦了。

这里有些粗略的计算，计算表明我们的家庭宽带可以支持每秒1.5万次的交易确认。换个角度看一下，今天世界上排名第一的支付网络系统（VISA）每天要处理2.12亿个交易，相当于每秒平均2500个交易。在最繁忙的购物季节，他们的峰值处理能力据称可以达到每秒4万个交易。我家里的互联网带宽是90Mb/秒，一个比特币交易平均是2000个比特（Bit），所以我的家用互联网宽带每秒钟可以下载4.5万个交易数据，超过了VISA每秒平均交易量的10倍。

很高兴知道原来我在家里就可以建立一个节点并处理超过VISA交易规模的数据，如果在某个数据中心运行一台专用服务器情况就会更理想。每秒1.5万个平均250字节（Byte）大小的交易数据，意味着每月7TB的数据流量。我的一个托管服务商的收费标准是每个限制月流量8TB的虚拟服务器每月收20美元，或者换句话说，你只要每年花240美元就可以处理万事达信用卡级别的交易数据量。（2014年8月）

安德烈森上述关于交易数据规模问题的解决方案是有创新性的，并且乍一看是可行的。但是他只考虑到了交易数据传输成本，而并未考虑矿工们为数据安全和处理全部交易的实际付出。哈希计算（Hashing）可不是免费的。

我们曾在其他地方讨论过，网络并不是在一个充满善意的环境中运行 – 事实上可能正相反。结果是，使用比特币网络的每次交易的真实费用、真实成本会在30到50美元之间浮动。这些成本对于用户来说并不直接可见。新产生的比特币实际上会带来通货膨胀，这种通胀令已在流通的比特币贬值 – 所以这些交易的代价是通货膨胀或者是比特币的价格稀释（例如，如果没有挖矿，就不会有新币产生，但同时也就不会有交易发生）。

这些经济学的描述存在着很多异议，比如安东尼斯·博拉米提斯（Antonis Polemitis）就不认可这种对网络实际成本进行衡量和计算的方式，他认为这些是“可以自我修正和无需比特币使用者担心的”，并且“不要低估这样一个事实：每个人都可以挖矿，只要你肯花点钱”。

这些都是谬论。波拉米提斯的错误在于，维持网络所消耗的是真金白银，一旦好处消失，用户将不得不面对损失。与此相对比，VISA是通过征收小于1%的手续费来补偿这一成本消耗（请参见理查德布朗(Richard Brown)关于这个问题的最新文章http://gendal.wordpress.com/2014/08/09/a-simple-explanation-of-fees-in-the-payment-card-industry/）。

衡量真实成本的方法如下：在一个开放的、竞争性的市场，一个产品或服务的边际收入（或边际价值）会无限趋近于它的边际成本（MV=MC）。根据历史经验，我们几乎可以在每一个进入壁垒较低的细分市场看到相同的一幕在不断上演，如果这一边际收入或边际价值消失，劳动力就会进入其他市场。比特币也不例外。

产生一个新比特币的成本也是一个比特币吗？

或者可以这样问，在一个完全竞争的市场里，生产一个新比特币，需要花费多少比特币？

为了方便讨论，我们姑且假设比特币是一种记账单位，而所有的成本（矿机，场地费，管理费，电费）也都以比特币计价。

举个例子，矿工（劳动力）们在一个竞争性的环境中不停地“烧掉”一种货物（比特币）以生产一种相同的货物（比特币）。就是说，他们必须不停地消耗掉某种价值，以换取相同的或更多的价值。

最终结果是，理论上矿工将会花费一个比特币来为整个网络提供安全和交易服务，同时收获一个比特币作为回报 – 这样长期来看，产生（或创造）一个比特币的成本将等于一个比特币。【注释：两者之差称作铸币税，或者用比特币的语言来说，叫做“块回报”】

然而，在实际操作中，正如乔纳森·莱文（Jonathan Levin）所说的，各种不平等正在上演：大型矿场总是先于他人拥有更好、更高效的挖矿设备。对他们来说，只需要花费一个比特币的一小部分，就可以生产一个比特币。这对他们来说是一种比特币的丰收（如同农业中的大丰收）。但是，挖矿是个零和游戏，只有很少的参与者会获得丰收 – 事实上，大部分边缘参与者是不会有好收成的，因为他们总是无法优先收到最好的挖矿设备。再一次，不同于波拉米提斯的结论，想在2014年进入挖矿行业，壁垒可不只是“花点钱” – 那是巨量的资本投入以及与矿机商的良好关系。

因此，对于矿工们来说，既然比特币网络（以及所有它的衍生物）99.8%的回报来自于铸币税的补偿，如果一旦这种补偿消失了，矿工们就会离开（对于其他所有网络也是如此，因为很少有人支付交易手续费）。这就是真实的成本，但很少有人承认它，并且不知道什么原因，人们总是假设它不存在。

彼得·托德（Peter Todd），一个比特币程序开发者，也发现了这个问题，他这样说：

比特币并非一个有效的支付系统。它是用一支不停地把电能转换为热能的巨大的矿工队伍和对区块链数据的数千份拷贝，来替代一个集中管理的数据中心。这就是为什么每个交易的成本超过30美元，并且需要比特币的不断升值来进行补贴。相对于现有的系统来说，比特币存在的意义是它挣脱了政府管理的桎梏从而获得了自由，但是这个自由的代价是巨大的。

罗伯特·山姆士（Robert Sams）和雷·第灵格（Ray Dillinger）分别在过去讨论过这个问题。

第灵格将挖矿的过程等同于私人印钞：

人们花钱去竞拍印钞的权利，这样一个竞拍过程总是会将印钞成本导向钞票的面值，这是一个不必要（并且无用）的特质。

同样地，山姆士在8个月前写道：

矿工们（行业里那些选择挖矿的人）只有在挖矿的预期收益大于那些挖矿设备所消耗的电力成本时，才会继续工作下去。对于挖矿行业，是不存在准入制度的，这个行业的平衡机制来自比特币协议中的难度调整。如果比特币的价格攀升，挖矿在现有难度下是有利可图的，那么就会有更多的矿工涌入这个行业。在2016个区块被挖掘之后，协议会自动提升难度，再次使得挖矿的预期收益=挖矿的成本。同样的过程，在比特币价格下降时会反过来进行。在创造加密电子货币的过程中，边际成本 = 边际收益（MC = MP）。

【注释：MP 代表边际生产率，它与MR(marginal revenue)或者MV(marginal value)可互换】

正如我5月份第一次提及，矿工们（私人印钞者）所能看到的短暂的铸币利差，总会不断的被拉近，直至边际收益=边际成本（MV=MC）。与此对比鲜明的是，在一个国家的法币的铸币系统中，边际收益总是大于边际成本的（硬币除外）。

这不是在给什么政策背书，我只是在试图解释挖矿这一行业背后的经济学真相和利益动机。

结论

第一眼看上去，闲置证明机制（Proof of Idle）似乎可以作为一个解决方案（请参看安东·波罗廷斯基（Anton Bolotinsky）的两条简短评论

http://www.ofnumbers.com/2014/08/18/downplaying-statistically-possible-double-spending-risks/ ），但是它似乎只能避免“边际收益=边际成本”的出现，同时可能造成另外一个问题，那就是行业里的大矿场可能勾结起来并进一步形成寡头垄断，从而导致新人完全无法进入这个行业；还可能有另外一个问题，由于核心开发人员被大型矿池和矿机商所雇用，未来比特币的核心协议就不太可能向降低能耗这个方向发展（一种“规制俘虏（regulatory capture）”)。

显然本文最后这一部分只是源自作者的推测，但是其深层的经济学机制确是由来已久并且不能忽视的。我也并不认为比特币不能被用于其它目的。正如托德所言，并且也被本人在多个出版物上讨论过，比特币并非一种有竞争力的支付手段，但是它是，或者至少是拥有自己的创建初衷——有助于建立一种分布式信任系统。很凑巧，博拉米提斯有一篇文章描述了比特币一些可能的应用（http://ledracapital.com/blog/2014/3/11/bitcoin-series-24-the-mega-master-blockchain-list）。

综上所述，比特币的意义在于建立分布式信任。信任这个词（或者它的一些变体），在比特币的创世论文正文里出现了11次，在图解里出现1次，在一个引用里出现1次。据称这是中本聪的真正热情所在。为了建立分布式信任系统，他不得不设计了这样一个网络，这个网络要比一个“可信任的”中心化网络消耗更多的资源。我并不是说它“不好”，但是这样的设计相对于在树莓派（ Pi box ）上运行Mongo数据库而言，并不更加环保或者更有效率，而后者即使在不受信任的环境里，仍可稳定运行。

作者：提姆·斯万森（Tim Swanson）
译者：martinyin
译者BTC地址:1JXSrifUQAMdShYvgHafsHG2oCCTAV5nzy
原文：http://letstalkbitcoin.com/blog/post/how-many-bitcoins-does-it-cost-to-maintain-the-bitcoin-network
文章：http://www.8btc.com/how-many-bitcoins-does-it-cost-to-maintain-the-bitcoin-network