2020 年的加密市场是属于 DeFi 的一年,加密生态在 DeFi 的催化下将展现出全新的面貌。众多的 DeFi 协议不仅极大推动金融创新和提升链上交易,还使得加密生态的格局发生意想不到的变化。一个普遍的观点认为 DeFi 对 BTC 资产的吸引和资产跨链效率的提升使得 BTC 更多地被使用在 Ethereum 中。此趋势一旦不可逆将抽空 Bitcoin 的链上交易。那么对于区块奖励将在 2040 年停产的 BTC 来说,其链上安全性将面临严峻的考验。对于 BTC 安全性抱有信心的支持者普遍认为未来链上交易的手续费将足以吸引矿工继续为 BTC 贡献算力,然而 DeFi 的爆发性增长很可能了终结这一预期,本文将这种新变化对 BTC 的影响及未来应对这种情况的可能性。

DeFi 崛起帮助加密市场赢回链上用户

DeFi 在本次增长实现的是不可逆的流量去中心化迁移。Glassnode 数据显示(图一),从本年 7 月流动性挖矿开始,ETH等主流加密资产可探明交易所余额已连续 4 个月净流出,伴随的是中心化交易所自身因安全和监管事件制造的负面影响;另一方面是DEX的交易量从去年同期占市场交易量比重的 1% 至今天的 10% 以上、Metamask 等 Web3 钱包用户数超过 100 万。DeFi交 易的指数型增长意味着即便用户将忍受昂贵的网络费用、拥堵的网络和幼稚的产品设计,仍然认可了开源、自担风险等 DeFi 所代表的独特价值。这些亟待优化的产品在这一阶段完成了初步的用户积累,成为链上金融应用持续发展的基础。

从 2020 年 3 月开始,中心化交易所主流资产余额持续下降(蓝线表示 BTC 余额,黄线表示 ETH 余额),同时 Ethereum 新增地址数保持上升(阴影)。DeFi 改变了加密交易者的使用习惯,越来越多的用户在通过去托管的方式存储和交易资产,更多的交易会发生在 DeFi 产品中

数据来源:Glassnode

Bitcoin 对 Ethereum 的依赖性在增加

虽然同期 Bitcoin 的链上交易也有所增涨,但因为 Ethereum 才是 DeFi 业务真正发生的场所,Bitcoin 的重要性被反超。Ethereum 在处理交易额于 2020 年首次超越 BTC 并成为第一个处理超过万亿美金的区块链,通常 Ethereum 产生的手续费已成倍与 Bitocin。

数据来源:Glassnode

Bitcoin 将面临链上活跃度下降和手续费激励不足的困境

Bitcoin 作为网络结算层的地位被 Ethereum 超越,且链上原生使用场景同样被降维。近期 Ethereum 上的 BTC 交易对日交易额已超过 1 亿美金,占同期 BTC 链上交易额的 1% 以上,但仅有 2100 万总量中 0.71% 的 BTC 资产在 Ethereum 上交易,可见在 Ethereum 上 BTC 的换手率相比原链更高。BTC 映射资产在 Ethereum 上的交易量的呈指数上升趋势,若保持此增速,预计明年将有同期将有超过 4% 总量的 BTC 在 Ethereum 网络中沉淀,形成超过数十亿美金日交易额的市场。

BTC 向 Ethereum 迁移的通道已经打开,而 Ethereum 上丰富的使用场景承接了各类形态的 BTC 迁移。Ethereum 在夺取 Bitcoin 网络的链上交易

数据来源:Dune Analysis

对于 Bitcoin 而言事情变得有些棘手,随着区块奖励逐年减半,未来交易费用将是矿工赖以生存的主要方式。 而 Bitcoin 链上交易的枯竭将让本不占据主要份额的手续费更为捉襟见肘, 粗略估算目前的交易费收入仅能达到挖矿电费成本的 30%。在减半继续进行,矿工获得的区块奖励持续减少的情况下,攻击 Bitcoin 的成本可能降低至每小时数万美金,这将难以支撑一个价值数千亿资产的网络。

面对这样的局面,Bitcoin 社区可能有三种策略:提高交易手续费、引入 DeFi 或采用温和通胀的货币政策。下面我们将讨论这三种策略的可能性。

BTC 将如何维持网络安全性

我们将讨论未来在 BTC 没有区块奖励的情况下,按照 BTC 的预期市场规模,在维持目前的安全系数的情况下需要将多少成本投入到维持 BTC 网络中。

首先需要界定一个安全系数的概念,即维持网络的成本占总网络价值的比重。假设矿工收入(包括区块奖励和网络手续费)将全部用覆盖用于投入挖矿的硬件、电费、运营和人力成本。这一部分的成本类似国家的国防安全支出,会随国际环境和经济周期产生一定波动,在长期和平年代保持在一个较为平稳的水平上。

随着和平年代的持续,自 1960 年开始全球国防支出总体呈波动下降,在千禧年后保持一个降低的稳定水平

数据来源:https://data.worldbank.org/indicator/MS.MIL.XPND.GD.ZS

维护 BTC 网络安全的成本遵循类似逻辑,随着共识范围的扩大,安全支持占全网价值的比重也在逐年降低,但会在达到一个边界值后保持平稳

数据来源:quandl

那么按照目前的水平,2020 年度安全系数为 2.42%,我们认为将此定位基准安全系数,而根据历史数据此系数与 BTC 的通胀率趋势接近,预计实际安全系数会随着 BTC 年通胀率继续下降。在健康状况下此系数应不低于 BTC 的年通胀率(即年度开采的所有 BTC 数量/已开采存量),目前这个安全系数仍在通胀率的倍数级,但减半持续,安全系数和国防支出比率一样,需要稳定在一个稳定水平。我们用年度安全临界值 1.37%(2020年移动平均安全支出与网络市值最小比值)来描述未来 BTC 需保持的基本安全水平。

关于在 BTC 产量极低时 BTC 网络价值的水平,我们类比黄金市值进行估算。黄金总市值占目前约为十万亿美金,BTC 当前市值接近黄金的 4%。假设在 2040 年(即 BTC 减半至 0.195/block 时),黄金的总值按与 GDP 同规模增长(根据历史情况两者增长趋势接近,取近 20 年历史增长平均值 2.18%)达到 13 万亿,而 BTC 市值在保守、稳健、乐观情况下分别相当于黄金价值的 4%,20% 和 100%,估计保持此的三种情况中 BTC 保持目前安全系数所需的成本。

估算保守、稳健、乐观情况下BTC 市值及维持安全系数所需手续费

数据来源:onchain

未来 BTC 维持当前安全系数的安全成本,在 BTC 乐观预期下可以达到千亿级别,而在保守情况(即维持当前比例)仍在十亿级别。但由于 BTC 减产,区块奖励将仅占矿工收入的 2.7%,与目前手续费占总收入比重情况相当。届时链上交易将承担起主要成本覆盖。

估算在手续费水平不显著上升时所需 BTC 链上交易

让我们回到最初讨论的问题,DeFi 对 BTC 的经济系统的影响。在减半发生的情况下未来 BTC 承担的链上交易的压力是百倍级别的。通过上述分析我们可以看到,以 2020 年链上交易为基准,BTC 处理交易 1.1 亿笔,平均每交易费用 5 美元。预计 BTC 链上交易量没有显著增长而采取提高手续费的方式提高矿工收入,即便在消极情况,单笔转账手续费需要提高至 60 美元以上(实际购买力或约等于今天的 40 美元),BTC 单价虽提升 40%,但交易手续费提高了十余倍;而在中性和乐观情况,手续费将超过 300 美金和 1600 美金。对于普通用户而言交易成本过于高昂,将激励更多激励更多类似 Ethereum 的方案为 Bitcoin 承担交易。

那么在保持目前手续费水平的情况下,BTC 的链上交易在保守情况下需要超过 10 亿笔,若不考虑性能,BTC 的链上活跃度需要提高 12 倍;而在稳健和乐观情况需要达到 70 亿笔和 370 亿笔——这与现今的 BTC 架构相差甚远,按 BTC 1MB 区块大小的设计年承载交易量上限约为 1.9 亿笔。而与此同时,DeFi 和各类资产桥的出现可能会吸收走更多的 BTC 的交易增量,继续留下这部分交易缺口。

1 提高手续费方案

所以我们判断第一种提高手续费方案,由于手续费的目标提升水平在百倍级别,可能会赶走更多用户,可操作性极低。提高区块大小让每个区块支持更多交易也可以变相提高矿工的手续费收入,不过关于这个方案比特币社区内已经有过争论,BCH 的分叉和后续发展显示多数人仍是“原教旨主义”者,并不支持 BTC 规则出现较大的改动,且 BTC 面对的核心问题并不是拥堵而是交易不足。

2 将 Bitcoin 升级至支持智能合约,建立原生 DeFi 生态,从而将交易留在 BTC 本链上

第二种方案是将 Bitcoin 升级至支持智能合约,建立原生 DeFi 生态,从而将交易留在 BTC 本链上。关于 Bitcoin 与智能合约的讨论和实践已经是一个老话题了,即便在 Ethereum 上已经有非常丰富的 DeFi 生态,部分观点仍坚持 Bitcoin 应主动引入 DeFi。原因有三,首先 BTC 作为加密市场中最重要的资产占据六成以上的份额,没有或仅低度参与 DeFi 是不可想象的,而 BTC 也需要成为一种创造收益的主动型资产;其次,Bitcoin 具备最广泛的共识、最健壮的网络和最高级别的安全性,(如果可以的话)在 Bitcoin 部署 DeFi 将是理想状态;最后,Bitcoin 上的智能合约存在可能性,通过脚本语言、闪电网络、侧链或联合挖矿链等古怪但不失创新的独特方法,使 Bitcoin 也可以支持智能合约逻辑。

但实际上,虽然目前通过资产网关将 BTC 引入至 Ethereum 的规模仍较低且方式略显中心化,但迁移 BTC 的速度在快速增长,BTC 已经参与到开放网络的金融和货币市场中,而且有越来越多的 DeFi 项目在从应用层解决这个问题。

Bitcoin 作为结算层在性能上还远不能支持庞大的 DeFi 交易需求。最后,是在不改动 Bitcoin 核心协议的前提下支持智能合约的可行性的问题,相关的设想可以追溯到五年前为 BTC 设计扩容方案时期,而直至今天未出现一个可行方案。目前的尝试无法在不制造共识分裂的前提下支撑与主链安全等级一致的逻辑复杂的智能合约。而对于将 Bitcoin 整体硬分叉成为智能合约兼容的新链的可能性可以忽略不计。对比在 Bitcoin 上开发 DeFi 的成本和推进速度,BTC 继续作为被动资产参与 DeFi 生态可能性更高。

3 提高 BTC 总量相对为最合理的方案

第三,提高 BTC 总量相对为最合理的方案。关于减半是否会危害网络安全问题已经是一个古老的议题,但 DeFi 让 BTC 的使用场景脱离了之前讨论发生是的语境。通过 DeFi,BTC 将以各种形态脱离 Bitcoin 作为价值符号流通在其他便宜好用的 Bitcoin 的 Layer2 中,而最可能维持网络安全的是提升 BTC 总量的方案,将 BTC 的货币政策由通缩改为温和的线性通胀,以覆盖基本的网络安全成本,这个观点同时被普林斯顿大学的三位学者讨论过。他们提出,如果没有固定的区块奖励,比特币挖矿出块的收益完全基于手续费时,收益的方差将变大,这将不可避免的激励自私挖矿行为的出现,导致比特币网络陷入混乱。而他们也认为温和通胀让挖矿收益变得相对可预期或许是最好的解决方案。

所以我们认为当手续费将必然成为 BTC 矿工收入的主要来源时,DeFi 若保持目前的发展态势会对 BTC 的安全造成较大冲击,因为 DeFi 使 Ethereum 成为 BTC 的交易层从而降低了BTC的网络手续费。为保护 BTC 网络安全性会出现这三种情况:BTC 提升手续费、BTC 链上支持 DeFi 和 BTC 提高总量,而最终温和通胀的方案会被采用。


来源:Neo智能经济

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