اقتصاد رمزارزها

1. Introduction

از زمان ایجاد بیت‌کوین در سال 2009، ارزهای دیجیتال بحث‌های شدیدی در مورد ارتباط اقتصادی آن‌ها برانگیخته‌اند. منتقدان آن‌ها را کلاهبرداری یا حباب معرفی کرده‌اند، در حالی که حامیان به پتانسیل آن‌ها برای پشتیبانی از پرداخت‌ها بدون نیاز به شخص ثالث معین که ارز را برای سود کنترل می‌کند، اشاره می‌کنند.

این مقاله یک مدل تعادل عمومی از یک ارز دیجیتال ارائه می‌دهد که از بلاکچین به عنوان یک ابزار ثبت سوابق برای پرداخت‌ها استفاده می‌کند. ما مسئله دوبار خرج کردن را صوری‌سازی کرده و نشان می‌دهیم که چگونه از طریق رقابت پرهزینه استخراج و تاخیرهای تایید برطرف می‌شود.

تحلیل ما نشان می‌دهد که اگرچه بیت‌کوین در شکل کنونی‌اش هزینه‌های رفاهی قابل توجهی دارد، یک ارز رمزنگاری شده با طراحی بهینه می‌تواند از پرداخت‌ها به طور کارآمد پشتیبانی کند. ما به صورت کمّی ارزیابی می‌کنیم که ارزهای رمزنگاری شده در مقایسه با سیستم‌های پرداخت سنتی تا چه حد می‌توانند تراکنش‌ها را تسهیل کنند.

این مقاله با مدلسازی رسمی ویژگی‌های فناورانه متمایز سیستم‌های ارز رمزنگاری شده - بلاکچین، ماینینگ و انگیزه‌های دوبار خرج کردن - در چارچوبی اقتصادی-کمّی، برای ادبیات اقتصادی محدود در مورد ارزهای رمزنگاری شده مشارکت می‌کند.

2. ارزهای دیجیتال: یک مقدمه کوتاه

ارزهای دیجیتال مانند بیت‌کوین با اتکا به شبکه غیرمتمرکز اعتبارسنج‌ها برای نگهداری و به‌روزرسانی کپی‌های دفترکل، نیاز به شخص ثالث مورد اعتماد را حذف می‌کنند. اعتماد بر پایه بلاکچین است که تأیید، به‌روزرسانی و ذخیره‌سازی توزیع‌شده تاریخچه تراکنش‌ها را تضمین می‌کند.

بلاکچین از طریق فرآیند رقابتی به نام ماینینگ به‌روز می‌شود، جایی که ماینرها برای حل مسائل پرهزینه محاسباتی اثبات کار رقابت می‌کنند. برنده زنجیره را با یک بلاک جدید به‌روز کرده و پاداش‌هایی را دریافت می‌کند که از طریق ایجاد سکه جدید و کارمزد تراکنش‌ها تأمین می‌شود.

چالش اساسی مسئله دابل اسپندینگ است: پس از انجام یک تراکنش، کاربر ممکن است سعی کند اعتبارسنج‌ها را متقاعد کند تا تاریخچه جایگزینی را بپذیرند که در آن پرداخت انجام نشده است. این امر با تأخیرهای تأیید discouraged می‌شود - فروشندگان قبل از تحویل کالا منتظر چندین تأیید می‌مانند، که حملات دابل اسپندینگ موفق را دشوارتر می‌کنند.

3. مشکل دوبار خرج کردن

ما یک مدل برای مطالعه تصمیمات ماینینگ و دابل اسپندینگ در چرخه پرداخت توسعه می‌دهیم. مدل نشان می‌دهد که برای لغو یک تراکنش با تأخیر تأیید N زیردوره، یک خریدار متقلب باید N+1 بار متوالی در بازی ماینینگ برنده شود.

این به نتیجه بنیادی ما منجر می‌شود: برای هر ارز دیجیتال مبتنی بر پروتکل اثبات کار، تسویه نمی‌تواند همزمان فوری و قطعی باشد. بین سرعت تراکنش و امنیت در برابر دابل اسپندینگ یک مبادله ذاتی وجود دارد.

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. چارچوب تعادل عمومی

ما ساختار رمزارز را در یک چارچوب تعادل عمومی پولی بر اساس Lagos and Wright (2005) ادغام می‌کنیم. این گام ضروری است زیرا رمزارز یک سیستم حلقه بسته است - ارزش آن به گردش در اقتصاد بستگی دارد، که پاداش‌های استخراج را تعیین می‌کند، و این به نوبه خود بر تلاش استخراج و انگیزه‌های دوباره‌خری تاثیر می‌گذارد.

این چارچوب به ما امکان می‌دهد طراحی بهینه ارز دیجیتال را بررسی کنیم. ما دریافتیم که ساختار پاداش بهینه کارمزدهای تراکنش را صفر قرار داده و تنها به سیگنوریج (رشد پولی) متکی است. این تحریف‌ها را به حداقل رسانده و کارایی را بهبود می‌بخشد.

ما ثابت می‌کنیم که یک تعادل ارز دیجیتال مقاوم در برابر دوبار خرج کردن زمانی وجود دارد که پایگاه کاربری به اندازه کافی بزرگ باشد، که نشان می‌دهد ارزهای دیجیتال با مقیاس بزرگتر کارآمدتر می‌شوند.

5. A Numerical Analysis of Bitcoin

ما مدل خود را با استفاده از داده‌های معاملاتی بیت‌کوین از سال 2015 کالیبره می‌کنیم. این تحلیل نشان می‌دهد که طراحی کنونی بیت‌کوین بسیار ناکارآمد است و باعث اتلاف رفاهی معادل 1.4% در مقایسه با یک سیستم نقدی کارآمد می‌شود.

منبع اصلی ناکارآمدی، هزینه‌های سنگین استخراج است که سالانه حدود 360 میلیون دلار برآورد می‌شود. این بدان معناست که مردم حاضرند یک سیستم نقدی با تورم 230% را بپذیرند، اما از بیت‌کوین استفاده نکنند.

با این حال، یک بیت‌کوین بهینه‌سازی‌شده با کاهش رشد پول و حذف کارمزدهای تراکنش، هزینه رفاهی را به 0.08 درصد کاهش می‌دهد. نرخ تورم معادل به 27.51 درصد کاهش خواهد یافت.

ما همچنین کارایی ارزهای دیجیتال را برای پرداخت‌های خرد (با استفاده از داده‌های کارت بدهی ایالات متحده) و تسویه‌حساب‌های کلان (با استفاده از داده‌های Fedwire) ارزیابی می‌کنیم. ارزهای دیجیتال تلفات رفاهی بسیار کمتری برای پرداخت‌های خرد (0.00052%) در مقایسه با سیستم‌های کلان‌ارزش (0.0060%) نشان می‌دهند.

6. Conclusion

ثبت سوابق توزیع‌شده با بلاکچین مبتنی بر اجماع از طریق Proof-of-Work مفهومی جذاب است. اقتصاد این فناوری توسط انگیزه‌های فردی برای دوبار خرج کردن و هزینه‌های کنترل این انگیزه‌ها هدایت می‌شود.

با افزایش مقیاس یک ارز رمزنگاری شده، کارایی آن بیشتر می‌شود. این موضوع توضیح می‌دهد که چرا تعادل اثبات دوبار خرج کردن تنها با وجود مجموعه کاربری به اندازه کافی بزرگ وجود دارد و چرا ارزهای رمزنگاری شده هنگامی که حجم تراکنش نسبت به اندازه تراکنش فردی بزرگ است، بهترین عملکرد را دارند.

بیت‌کوین نه تنها از نظر هزینه‌های استخراج پرهزینه است، بلکه در طراحی بلندمدت خود نیز ناکارآمد می‌باشد. با بهینه‌سازی نرخ ایجاد سکه و به حداقل رساندن کارمزد تراکنش‌ها می‌توان کارایی را به طور قابل توجهی بهبود بخشید.

سیستم‌های ارز دیجیتال به طور بالقوه می‌توانند پس از رفع محدودیت‌های مقیاس‌پذیری، با سیستم‌های پرداخت خرده‌فروشی رقابت کنند. هنوز موارد زیادی درباره پتانسیل اقتصادی و طراحی کارآمد فناوری بلاکچین برای یادگیری وجود دارد.

پیوست

مقاله شامل پیوست‌های گسترده‌ای با اثبات‌ها، مشتقات و تحلیل‌های تکمیلی از جمله:

• Micro-foundation for the proof-of-work problem
• اثبات‌های کامل لم‌ها و گزاره‌ها
• تحلیل Proof-of-Stake به عنوان مکانیزم اجماع جایگزین
• توصیف رسمی بلاکچین