すべてのビットコインが採掘される日が来るのでしょうか?

鉱業業界に新しく参入した多くの人が、この質問をよくします。新しいコインだけを数えると、すべてのビットコインが採掘される日が確かに来るでしょう。そして、その日はそう遠くありません。下の図はビットコインのマネーサプライ曲線です。ビットコインの原則によれば、33 回の半減期の後、各ブロックのマイニング出力は 0.58 サトシに達し、これは最小単位の 1 サトシよりも少なくなります。つまり、2140年までに2100万ビットコインが生成され、それ以上増加しなくなります。しかし、2025年に4回の半減期を迎えると、ビットコインの93.75%が採掘されることになります。後で採掘できるのは総量のわずか 6.25%、つまり 1,312,500 ビットコインのみです。

しかし、マイニングには取引手数料という別の収入源もあります。現在、取引手数料はマイニング収益全体の 5% 未満を占めています。取引手数料だけに頼ると、マイニング市場全体が持続不可能になるのではないかと心配する人は多いのではないでしょうか。この質問は次の質問と同等です。ビットコインが複数回半減した後、マイニング市場全体が取引手数料のみで支えられる場合、システム全体を安全に保つためには、どの程度の取引手数料に達する必要があるのでしょうか?

マイニングはビットコインシステムのセキュリティにとって非常に重要です。現在、ビットコイン ネットワークを破壊する唯一の方法は、計算能力の 51% 以上を獲得し、ビットコイン ネットワークに対して 51% 攻撃を仕掛けることです。通貨の価格が非常に高い場合、ネットワーク全体の計算能力の 51% 以上を占めるマイニング マシンを導入するコストは非常に小さくなります。すると、通貨の価格を下げながら利益を上げるために、大量のマイニングマシンを配備しようとする人もいるでしょう。

これを防ぐために、ビットコインの市場価値とマイニングマシンの合計価値は大きく異なってはいけません。まず、ビットコインマイニング市場におけるマイニングマシンの総価値を決定するものを見てみましょう。一般的に、マイナーはマイニングのリスクとリターンの比率が均衡していると感じると、新しいマシンの導入を停止し、マイニングマシン市場全体におけるマイニングマシンの合計価値の成長は止まります。では、マイナーはいつ新しいマシンの導入をやめるのでしょうか?ほとんどの鉱山労働者は、採掘機を購入する前に回収期間を評価します。一般的に、運営コストが 50% を占めると仮定すると、鉱山労働者が受け入れ可能な最大の回収期間は 2 年です。そして、新しいマシンの導入を停止する頃には、関係するすべてのマイニングマシンの合計価値が 1 年間のマイニング出力と同等になります。鉱山労働者がより長い回収期間を受け入れることができれば、採掘に関与する採掘機械の合計価値は 1 年間の採掘出力よりも大きくなります。したがって、マイニングに関与するマイニングマシンの合計価値は、最終的には 1 年間のマイニング出力以上になります。 51% 攻撃を仕掛ける場合、攻撃者の展開コストは少なくとも半年分のマイニング出力に相当します。

攻撃者がショートできるビットコインの最大数が総数の 40%、つまり 840 万ビットコインであると仮定すると、許容可能な最小利益率は 20 倍となり、許容可能な最大攻撃コストは 42 万ビットコインとなります。そうすると、マイニング市場全体におけるマイニングマシンの合計価値は 840,000 ビットコイン未満にはならないことになります。以前のモデルによれば、マイニング市場全体の合計価値は、1 年間のマイニング出力とほぼ等しくなります。マイニングに関与するマイニングマシンの合計値が 840,000 ビットコイン以上である場合、毎日のマイニング収入は 840,000/365 = 2301.4 ビットコインに達する必要があります。 1 日あたり 144 ブロックに基づくと、各ブロックのマイニング収入は 15.98 ビットコイン未満にはなりません。

継続的な半減により新しいコインからの収益が非常に少なくなり、マイニング収益が主に取引手数料に依存する場合、この需要を満たすにはどれだけの取引が必要でしょうか? 1回あたりの手数料が0.0001コインであると仮定すると、1日あたりに必要な最小取引量は2,301.4万件となります。この取引量は達成不可能なものではありません。世界中で 1 億人がビットコイン ネットワークに参加していると仮定すると、1 人あたり 1 日あたりの平均送金回数はわずか 0.23 回です。

1日あたり144ブロックで計算すると、各ブロックに含まれるトランザクションの数は159,819.4になります。トランザクションあたりのデータ量が 0.25kb であることから、各ブロックの容量は 40M に達する必要があります。この時点で、アクティブアドレスの平均数はトランザクション数の2倍となり、4,602万8,000件に達します。メトカーフの公式に従って計算されたビットコインの価格は277,500米ドル（174.8万人民元）に達し、取引手数料は1回あたり27.8米ドルとなる。マイニング市場全体の規模は、84×27.75=2,331億米ドル（1,468億5,300万人民元）に相当します。マイニングマシン1台あたりの平均コストが5,000元、消費電力が1キロワット、計算能力が10T H/Sであるとすると、ビットコインのマイニングに関与するマイニングマシンの総数は2億9,400万台に達し、総負荷は2億9,400万キロワット、総計算能力は2,940EH/sとなり、現在の総計算能力30.58EH/sの96倍となる。これらのマイニングマシンは、ビットコイン システム全体のセキュリティの強固な基盤を提供します。

しかし、現在のビットコイン ネットワーク設計によれば、各ブロックの最大容量は 1M のみです。つまり、同じシステムセキュリティを実現するには、各トランザクションの取引手数料を 40 倍の 0.004 コインに増やす必要があります。通貨の価格が依然として 277,500 ドルの場合、取引ごとの手数料は 1,110 ドルにもなります。

したがって、メインネットワークが拡大しない場合は、サポートできるトランザクションの数が比較的限られ、マイニングの市場全体が制限されることになります。このとき、通貨価格が高すぎるとシステムの安全性が保証されません。一方、メインチェーンの拡大を主張してきたBCHは、この問題をよりうまく解決できるだろう。 POS に切り替えなくても、マイニング手数料だけで毎年システムの正常な運用を支えることができます。つまり、採掘が完了する日は決して来ないということです。