暗号通貨マイニング業界の全景

2019 年 7 月現在、ビットコインマイナーは、マイニング報酬と取引手数料を含めて、年間 60 億ドル以上の収益を生み出しています。

暗号通貨の分野では、ビットコインやその他の暗号通貨プロジェクトに安全なマイニングと関連ハードウェアを提供することが見落とされがちです。しかし、取引所とのつながりにより、マイニングは実際にはかなりの収益を生み出す中核市場の 1 つです。

この記事では、ビットコインと暗号通貨のマイニング分野の概要、マイニングをサポートする基盤となるハードウェア、エコシステムの状況について説明し、この分野の収益と市場規模について詳しく説明します。

暗号通貨マイニングの仕組み

プルーフ・オブ・ワーク（マイニング）は、ビットコインのブロックチェーンに新しいトランザクションを追加し、これらのトランザクションの正しい順序について合意（コンセンサス）に達するプロセスです。

私のお気に入りの例えは、このプロセスを数独パズルとして考えることです。これは解決するのに多くの頭脳を必要とする難しい問題ですが、一度解決すれば、他の人があなたが正しい答えを見つけたことを確認するのは簡単です。

ブロックがどのように作成され、どのように連鎖され、トランザクションがブロックチェーンに追加され、マイニングがこのプロセスでどのように中心的な役割を果たすのか、より直感的に理解するのに役立つ素晴らしいビデオが YouTube にあります。 (https://youtu.be/_160oMzblY8)

本質的には、世界中に分散されたマイナー、つまりコンピューターが、ブロックチェーン内の次のブロック(およびそのブロック内の基礎となるトランザクション)を検証するために、計算集約型のパズルを解くために競争します。パズルを最初に解いたマイナーは報酬（コインベース報酬 + 取引手数料）を受け取ります。この新しいブロックが見つかると、ネットワーク上のすべてのマイナーはブロックが正しいことを確認し、チェーン内の次のブロックの解決に進むことができます。

ビットコインと暗号通貨エコシステムにおけるマイナーの役割

次のパズルを解くために競争する世界中のすべてのコンピューターが、マイニングエコシステムを構成します。このすべての計算能力は、ビットコインの基盤となるセキュリティの中核要素です。

このネットワークを通じて、ビットコイン参加者は次のことが期待できます。

取引はビットコインブロックチェーン上で確認されます。
取引は正しい順序で処理されます（二重支払いを防止します） 。
ビットコインブロックチェーンの履歴は変更されません（不変性） 。

その見返りとして、マイナーは新しく発行されたビットコイン（コインベース報酬）と、各取引に関連する取引手数料で報酬を得ます。参加者が、自分の取引がビットコインブロックチェーンに追加されるタイミングについてより強い保証を望む場合は、取引手数料を設定する際に支払ってもよい金額を増やすことができます。

採掘に使用されるハードウェア

ビットコインネットワークの初期には、消費者向け中央処理装置(CPU)を使用してビットコインをマイニングすることは利益を生みましたが、ビットコインネットワークが現在の規模にまで成長するにつれて、そうすることは非現実的になりました。

ビットコインのエコシステムは、特定用途向け集積回路(ASIC)によって支配されています。他のほとんどの暗号通貨では、グラフィックスプロセッシングユニット(GPU)とフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)が主要なフォームファクターです。ビットコインと同じハッシュアルゴリズム（SHA256）を使用し、ビットコインマイニングASICと互換性のあるコインもいくつかあります。

鉱業エコシステムのパノラマ

チップからエンドユーザーサービスまで、マイニング業界の全体像は次のとおりです。

チップ製造

TSMCとSamsung は、マイニングハードウェアで使用されるすべてのシリコンウェハーを生産する 2 つの中核半導体ファウンドリです。特に台湾はチップセットのサプライチェーンで大きなシェアを占めています。

たとえば、 NVIDIA 、AMD、 Xilinx 、 Bitmain 、 Cannan はすべて TSMC をコア生産ラインとして使用しています。

梱包、テスト、組み立て

ウェハーが完成したら、それをテストし、切り分け、最終的なチップにパッケージ化し、再度テストする必要があります。通常、プロセス全体は OSAT 企業(アウトソーシング組立・テスト企業)によって処理され、そのうち最大手 2 社は台湾のASE グループとAmkor Technologyです。

集積回路の設計と製造

チップの設計と販売を行う企業は、製造をチップ製造会社や OSAT 企業に任せているため、ファブレスチップ企業と呼ばれることが多いです。

GPU に関して言えば、2 大メーカーは Nvidia と AMD です。 FPGA分野では、最大のメーカーはXilinxです。暗号化産業に重点を置いたASIC分野では、Bitmain、Canaan、そしてShenmaマイニングマシン（別名Pangolin Miner）の製造元であるMicroBTがトップ3社となっている。

この分野には、これら 3 つのメーカーの他に、 Ebang 、 Innosilicon 、Bitfury、Obelisk などの IC 設計会社が存在します。

鉱夫と鉱山

チップが製造されると、暗号通貨のマイニングに使用できるようになります。 ASIC は特定のアルゴリズム(最も一般的には SHA256 と Bitcoin) のマイニング専用に設計されていますが、GPU はより柔軟性があります。

マイナーには、1 台のマシンで採掘する個人、小規模な採掘オペレーション(マシン 5 ～ 10 台) 、中規模のマイニングファーム(マシン 10 ～ 100 台) 、大規模な採掘オペレーション(マシン 100 ～ 1000 台) 、産業規模の採掘ベース(マシン 1000 台以上)が含まれます。

これまで私が聞いた中で最大の作戦は、複数の地理的場所に分散した 10 万台のマイニングマシンです。

チップの設計に加えて、Bitmain、Canaan、Microbit などの一部のメーカーは自社でマイニングも行っています。 Bitmain は毎月「セルフマイニング」の記録を公開しています。

あらゆる規模のマイニングオペレーションは、マイニングプール(これについては後で詳しく説明します)を指すことができます。また、規模が十分に大きい場合は、独自にマイニングすることもできます。つまり、ハッシュパワーをすべて集約して、他のマイナーとハッシュレートを混ぜることなく、直接ブロックを見つけます。

議論の余地はあるものの、マイニングチップ製造業者は、販売する前に自社のマシンでマイニングを行う可能性がある。しかし、収益を生み出すデバイスをお持ちの場合は、それを倉庫に放置しておくのではなく、販売できるまで活用するべきです。

マイニングプール（単一通貨および複数通貨）

個人および非産業のマイナーにとっては、独自にマイニングするよりもマイニングプールに参加する方が経済的です。マイニングプールは、多数のマイナーのハッシュパワーを集約して、各マイナーの報酬曲線を平滑化します。マイニングプールは、すべてのコンピューティング能力の最適化、マイニングレコードの実行、報酬の収集と分配、およびサービスに対する追加料金の請求を担当します。

一部のマイニングプールは、主に ETH と Grin をマイニングする Spark Pool など、特定の暗号通貨に焦点を当てていますが、Ant Pool、F2Pool、CoinIn Pool、Slushpool など、すべての主流の暗号通貨をカバーするマイニングプールもあります。これらのマイニングプールはすべて、1 つの暗号通貨 (通常は Bitcoin) に焦点を当てて開始し、その後、すべての形式の暗号通貨をカバーするように拡大しました。

私のお気に入りの例えの一つは、マイニングプールはオフィスの宝くじプールのように運営されていると考えられるというものです。オフィスの同僚全員の宝くじをプールすることで、全員（マイナー）が報酬（ブロック報酬）を獲得する可能性が高まります。

同時に、マイニングプールを使用する場合は、そのサービスが正確な収益とプール内の各人の正確な投票数の両方を報告することを信頼する必要があります。透明性の点では、さまざまなマイニングプールからのレポートを追跡して比較する PoolWatch などのサービスがあります。

ハッシュパワー市場

マイナーは、自分のハッシュパワーをマイニングに使用するだけでなく、自分のハッシュパワーを他の人に販売することもできます。通常、これはマーケットプレイスで行われ、最大のものはNiceHashと呼ばれます。 Mining Rig Rentalsと呼ばれる小規模な P2P マーケットプレイスがあります。

これらの市場では、人々は特定のマイニングアルゴリズムのセットに基づいて、さまざまな種類の暗号通貨の計算能力を売買できます。

人々がコンピューティングパワーを購入する理由はさまざまですが、その主な理由はそれが暗号通貨高速道路への入り口となることです。

多くの場合、人々はハッシュパワーを使用してさまざまな暗号通貨に投機します。たとえば、SHA256 ハッシュパワーを購入し、それを使用してビットコインではなくビットコイン SV (BSV)をマイニングします。これは悪いビジネスです...

クラウドマイニング

クラウドマイニングは、消費者がハードウェアを自分で操作することなく、ハッシュパワー契約を直接購入できるサービスです。これは、通常は中央プロバイダーによって運営されるクラウドマイニングサービス上のコンピューティングパワーマーケットに似ています。

この分野の二大企業は、米国のジェネシス・マイニング社とアジアのビットディア社です。繰り返しになりますが、上記と同様に、ユーザーがハッシュパワーを購入する主な理由の 1 つは、暗号通貨の分野に素早く参入することです。この方法により、取引所を経由せずに法定通貨を使用してビットコインやその他の暗号通貨を直接購入できるようになります。

スマートマイナー

スマートマイナーは新興のカテゴリーです。その背景にあるのは、マイニングが複雑な作業であり、参加者はハードウェア、ネットワーク、エネルギー、ハッシュレートの予測、特定のアルゴリズムの最適化などを理解する必要があるということです。重要な点は、これらすべての入力が毎日絶えず変化しており、新しいロングテールの暗号通貨が絶えず現れては消えていくということです。

Honeyminerのようなスマートマイナーは、消費者とプロのマイナーの両方がハッシュパワーで可能な限り多くの収益を得られるよう、これらすべての要素を最適化することを目指しています。

他の 2 つの類似製品としては、 HashFishとCudo Miner があります。

これらの製品は短期間で、市場の供給側でかなりの量のハッシュパワーを集めました。

鉱業市場の規模と収益の概要

暗号通貨マイニング業界は年間80億ドル以上の収益を生み出しています。

収益は 2 つの部分から生じます。1 つはブロック報酬であり、もう 1 つはすべてのプルーフオブワークブロックチェーン上の各ブロックに含まれる取引手数料です。 CoinMetrics が 2019 年 6 月 25 日に発表したマイニング報酬に関する最新データに基づいて、マイニングの週次、月次、および年次収益実行率を示します。

暗号通貨のマイニング分野では、ビットコインが依然として優位を占めており、ビットコインネットワークだけでマイニング収益の 75% を生み出しています。

これは、CoinMarketCapによると、2019年7月1日時点ですべての暗号通貨の総時価総額の60％を占めるビットコインの時価総額の優位性と一致しています。

しかし、マイニング業界が生み出す総収益は実際には関連する暗号通貨の価格に直接リンクしているため、基礎となる暗号通貨市場にマッピングされ、ウォール街が業界の企業の評価を理解することは困難です。これについては以下でさらに詳しく説明します。

鉱業の収益性を理解する

マイニング参加者の総収益、総コスト、収益性は、いくつかの重要な要因によって決まります。

設備投資（Capex）

鉱山労働者にとって、主な資本支出は、採掘機械自体のコストと、それを運用するために必要なすべての施設/建物のコストです。

たとえば、Bitmain の最新の S17 モデルを 10,000 台購入する場合、小売価格で 1,600 万ドルかかります。大規模な鉱山会社は特別割引を受けることができます。しかし、マイニングマシンが不足すると、価格交渉はおろか、供給を保証することさえ困難になります。

これは、趣味の活動から真にプロフェッショナルな産業規模の事業に成長した採掘施設の建設コストを考慮する前の話です。

営業経費（Opex）

鉱山労働者にとって、主な運営費は機械を動かすための毎日の電気代です。

たとえば、10,000 台の Bitmain S17 マイニングマシンを 1 日 24 時間、週 7 日間稼働させ、エネルギーコストが 1 キロワット時あたり 5 セントの場合、電気料金は 1 日あたり 36,000 ドル、年間約 1,300 万ドルになります。これはマイニングマシンに電力を供給するためだけの費用です。

平均的な電気料金は、居住地や使用する電源によって大きく異なります。

マイナーは本質的に世界で最も安いエネルギーを見つける動機を持っているため、Coinshares はビットコインネットワークのエネルギーの 75% が再生可能エネルギー源、主に水力発電から供給されていると推定しています。

マイニングマシンの電気代に加えて、その他の運用コストには、冷却、人件費、メンテナンス、セキュリティ、一般的な施設運用費が含まれます。一般的な目安としては、現在の運用コストの大まかな見積もりとして、エネルギーコストの 1.5 倍を使用します。

上記の例によると、10,000 台の Bitmain S17 マイニングマシンを稼働しているマイニングファームのコストのおおよその見積もりは次のようになります。

1,600万ドルの資本支出 + 300万ドル（輸入税） + 400万ドル（施設 + セキュリティ）
運営コスト2,000万ドル（年間）
潜在的な収益は6,700万ドル（今日のビットコイン価格に基づく） 。

これは、鉱山労働者が対処する必要のある要因の規模を示すことを目的とした、単なる大まかな見積もりです。実際の費用は、所在地や建物の要因などに大きく依存します。

ただし、これらの要因は市場要因に基づいて常に変化します。これについては以下で説明します。

業界に影響を与える市場要因

運営コストと設備投資は鉱山会社が制御できる 2 つの要素ですが、最終的にはさまざまな市場の力が働き、鉱山の収益性を大きく左右します。

マイナーのコストと利用可能な供給

多くの従来の製品とは異なり、マイニングメーカー（Bitmain、Canaan、Shenma Mining Machineなど）は、マイニングマシンの収益性（ビットコインの価格）に応じてマイニングマシンの価格を調整します。

価格が大幅に上昇する時期には、基盤となる暗号通貨とマイニングマシン自体の価値が劇的に変動する可能性があります。混乱時には、ハードウェアをさらに購入するための二次市場が形成され、古いマシンが再び利益を生み出すようになります。

一般的に言えば、私は常に、機械の価格がその時点で機械が生み出している公正価値に近くなることを望んでいます。

これに加えて、マイニングハードウェア、特に新しいマシンは供給が限られていることがよくあります。 Bitmain S17を例にとると、これらのマイニングマシンは完全に売り切れています。チームの何人かと話をしたところ、彼らは早くても11月までは物資が回復しないと予想している。

ハッシュパワー

マイナーが次のブロックを解く可能性は、ビットコインネットワーク全体の計算能力のシェアに比例します(簡単にするために、ビットコインを例として使用します) 。

これを説明するために、多少単純化した例を使うと、ビットコインのハッシュレートの 1% (ビットコイン全体のハッシュレートと比較して)を制御するマイナーであれば、ビットコインネットワークの総報酬の 1% を獲得する可能性があります。

ただし、ビットコインの全体的なハッシュレートは常に変化しているため、各マイナーの収益性は、エコシステムに参入または離脱するマイナーの数によって決まります。 Bitcoin プロトコルには、難易度を調整するための内部メソッドがあります(詳細については、https: //en.bitcoin.it/wiki/Difficulty を参照してください) 。

ビットコイン価格

ブロック報酬はそのブロックチェーンの暗号通貨で支払われるからです。たとえば、ビットコインをマイニングしている場合、受け取るブロック報酬はビットコインで支払われます。したがって、報酬額はビットコイン自体の価格に直接結びついています。

ビットコインの価格が高ければ高いほど、マイニング報酬の価値も高くなります。マイニングを行う際、収益性はマイニングしている暗号通貨に依存するため、基本的にはマイニングしている暗号通貨を保有することになります。

ビットコインが主要な暗号通貨となった主な理由の 1 つは、その透明性、公開性、公正性を備えた供給スケジュールです。ジェネシスブロック以来、ビットコインの供給スケジュールは固定されており、ビットコインの総量は 2100 万に制限されています。

マイニングとは、新しいビットコインを作成し、世界にリリースする方法です。現在、ビットコインブロックごとの報酬は 12.5 ビットコインです。ただし、この報酬は 210,000 ブロックごとに減少します。ブロック高#630000 （2020年5月24日頃と推定）では、この報酬は6.25ビットコインに下がります。これは半減期と呼ばれるイベントです。

これまでの半減期イベントがビットコインやその他の暗号通貨ネットワークにどのような影響を与えたかを理解するために、CoinMetrics には、これまでの半減期イベントを分析した優れたブログ記事があります。 (https://coinmetrics.substack.com/p/coin-metrics-state-of-the-network-43a)

ビットコインの供給スケジュールと、すべてのビットコインが作成された後に何が起こるかについて詳しく知りたい場合は、ビットコインの供給と全体的なセキュリティ予算に関する次の 2 つの投稿をお読みください。

第1条: https://en.bitcoin.it/wiki/Controlled_supply

記事2: https://blog.picks.co/bitcoins-security-is-fine-93391d9b61a8.

つまり、ビットコインの価格とビットコインの供給スケジュールは、マイニング自体の収益性に大きく影響します。

最も記憶に残る情報

暗号通貨マイニングの世界をさらに深く掘り下げて調査した結果、私の主な結論は次のとおりです。