اقتصاديات العملات المشفرة

1. المقدمة

منذ إنشاء Bitcoin في عام 2009، أثارت العملات المشفرة جدلاً حاداً حول أهميتها الاقتصادية. فقد وصفها النقاد بأنها احتيال أو فقاعات، بينما أشار المؤيدون إلى إمكاناتها لدعم المدفوعات دون الحاجة إلى أطراف ثالثة معينة تتحكم في العملة بهدف الربح.

تقدم هذه الورقة نموذج توازن عام لعملة مشفرة تستخدم blockchain كأداة لحفظ السجلات للمدفوعات. نقوم بصياغة مشكلة الإنفاق المزدوج ونبين كيف يتم معالجتها من خلال منافسة التعدين كثيفة الموارد وتأخيرات التأكيد.

يكشف تحليلنا أنه على الرغم من أن Bitcoin في شكلها الحالي تنطوي على تكاليف رفاهية كبيرة، إلا أن العملة المشفرة المصممة بشكل مثالي يمكنها دعم المدفوعات بكفاءة. نقيم كمياً مدى قدرة العملات المشفرة على تسهيل المعاملات مقارنة بأنظمة الدفع التقليدية.

تساهم الورقة في الأدبيات الاقتصادية المحدودة حول العملات المشفرة من خلال كونها الأولى التي تصمم رسمياً الميزات التكنولوجية المميزة لأنظمة العملات المشفرة - blockchain، والتعدين، وحوافز الإنفاق المزدوج - ضمن إطار اقتصادي كمي.

العملات المشفرة: مقدمة موجزة

تلغي العملات المشفرة مثل Bitcoin الحاجة إلى طرف ثالث موثوق من خلال الاعتماد على شبكة لامركزية من المدققين للحفاظ على نسخ السجل وتحديثها. يعتمد الثقة على تقنية blockchain التي تضمن التحقق الموزع والتحديث والتخزين لسجلات المعاملات.

يتم تحديث سلسلة الكتل من خلال عملية تنافسية تسمى التعدين، حيث يتنافس المعدنون لحل مسائل إثبات العمل computationally costly. يقوم الفائز بتحديث السلسلة بكتلة جديدة ويحصل على مكافآت تمول من خلال إنشاء عملات جديدة ورسوم المعاملات.

التحدي الأساسي هو مشكلة الإنفاق المزدوج: بعد إجراء معاملة، قد يحاول المستخدم إقناع المصدقين بقبول سجل بديل حيث لم يتم الدفع. يتم تثبيط هذا من خلال تأخيرات التأكيد - حيث ينتظر البائعون تأكيدات متعددة قبل تسليم البضائع، مما يجعل هجمات الإنفاق المزدوج الناجحة أكثر صعوبة.

مشكلة الإنفاق المزدوج

نطور نموذجًا لدراسة قرارات التعدين والإنفاق المزدوج داخل دورة الدفع. يظهر النموذج أنه لإلغاء معاملة بها تأخير تأكيد قدره N فترات فرعية، يحتاج المشتري غير الأمين إلى الفوز في لعبة التعدين N+1 مرة متتالية.

هذا يقودنا إلى نتيجتنا الأساسية: بالنسبة لأي عملة معماة تعتمد على بروتوكول إثبات العمل، لا يمكن أن يكون التسوية فورية ونهائية في آن واحد. هناك مقايضة جوهرية بين سرعة المعاملة والأمان ضد الإنفاق المزدوج.

The model derives a no-double-spending constraint: d < R(N+1)N, where d is the transaction size, R is the mining reward, and N is the confirmation lag. This constraint shows the relationship between transaction size, confirmation lag, and the mining rewards needed to deter double-spending.

4. إطار التوازن العام

نقوم بدمج هيكل العملة المشفرة في إطار التوازن العام النقدي استنادًا إلى Lagos and Wright (2005). تُعد هذه الخطوة أساسية لأن العملة المشفرة نظام حلقة مغلقة - تعتمد قيمتها على التداول في الاقتصاد، الذي يحدد مكافآت التعدين، مما يؤثر بدوره على جهود التعدين وحوافز الإنفاق المزدوج.

يمكننا الإطار من استكشاف التصميم الأمثل للعملة المشفرة. نجد أن هيكل المكافأة الأمثل يحدد رسوم المعاملات عند الصفر ويعتمد solely على seignorage (نمو النقود). هذا يقلل التشوهات ويعزز الكفاءة.

نثبت وجود توازن للعملة المشفرة مقاوم للإنفاق المزدوج عندما تكون مجموعة المستخدمين كبيرة بما يكفي، مما يسلط الضوء على أن العملات المشفرة تصبح أكثر كفاءة مع زيادة النطاق.

5. التحليل العددي للبيتكوين

نقوم بمعايرة نموذجنا باستخدام بيانات تداول البيتكوين لعام 2015. يكشف التحليل أن تصميم البيتكوين الحالي غير فعال للغاية، مما يتسبب في فقدان للرفاهية بنسبة 1.4% مقارنة بنظام نقدي كفء.

المصدر الرئيسي لعدم الكفاءة هو تكاليف التعدين الكبيرة، المقدرة بـ 360 مليون دولار سنوياً. وهذا يعني أن الناس سيكونون مستعدين لقبول نظام نقدي بتضخم 230% قبل أن يصبح استخدام البيتكوين أفضل لهم.

ومع ذلك، فإن تصميم البيتكوين الأمثل سيخفض تكلفة الرفاهية إلى 0.08% من خلال خفض نمو النقود وإلغاء رسوم المعاملات. وسينخفض معدل التضخم المكافئ إلى 27.51%.

نقيم أيضاً كفاءة العملات المشفرة للمدفوعات التجزئة (باستخدام بيانات بطاقات الخصم الأمريكية) وتسويات القيمة الكبيرة (باستخدام بيانات Fedwire). تظهر العملات المشفرة خسائر رفاهية أصغر بكثير للمدفوعات التجزئة (0.00052%) مقارنة بأنظمة القيمة الكبيرة (0.0060%).

6. الخاتمة

يُعد حفظ السجلات الموزع باستخدام سلسلة الكتل بناءً على الإجماع عبر إثبات العمل مفهوماً مثيراً للاهتمام. تحرك اقتصاديات هذه التكنولوجيا بواسطة الحوافز الفردية للإنفاق المزدوج وتكاليف السيطرة على هذه الحوافز.

مع زيادة حجم العملة المشفرة، تزداد كفاءتها. هذا يفسر سبب وجود توازن إثبات منع الإنفاق المزدوج فقط مع مجموعة مستخدمين كبيرة بما يكفي، وسبب عمل العملات المشفرة بشكل أفضل عندما يكون حجم المعاملات كبيراً مقارنة بحجم المعاملة الفردية.

Bitcoin ليست مكلفة فقط من حيث تكاليف التعدين ولكنها أيضًا غير فعالة في تصميمها طويل الأجل. يمكن تحسين الكفاءة بشكل كبير من خلال تحسين معدل إنشاء العملات وتقليل رسوم المعاملات.

يمكن لأنظمة العملات المشفرة أن تتحدى أنظمة الدفع بالتجزئة بمجرد معالجة قيود قابلية التوسع. لا يزال هناك الكثير لتعلمه حول الإمكانات الاقتصادية والتصميم الفعال لتقنية blockchain.

الملحق

تتضمن الورقة ملاحق موسعة تحتوي على البراهين والاشتقاقات والتحليلات الإضافية بما في ذلك:

• Micro-foundation for the proof-of-work problem
• البراهين الكاملة للافتراضات والمقترحات
• تحليل إثبات الحصة كآلية إجماع بديلة
• الوصف الرسمي لتقنية سلسلة الكتل