Введение

На определённом этапе изучения криптографии, в частности при чтении лекций на предмете КСЗИ (криптографические средства защиты информации), начинают возникать темы прямо или косвенно пересекающиеся с блокчейном (БЧ) и криптовалютами непосредственно. И одной из центральных тем повествования рано или поздно становится тема стоимости криптовалют. Хоть данная тематика и не относится к проблемам криптографии, потому как затрагивает экономические категории, тем не менее, подобные рассуждения могут помочь не только в более общем понимании концепций БЧ, но также и в более общей картине экономического устройства криптовалют.

Что есть стоимость?

Существует несколько определений, что следует понимать под стоимостью. В зависимости от экономической школы (будь то это кейнсианство, марксизм, меркантилизм, и прочие) "стоимость", как термин, может трактоваться по разному. В общей сути, если мы абстрагируемся от школ, или точнее сказать, попытаемся наоборот объединить все их понятия в одном немногословном и крайне простом выражении, то можно сказать, что под стоимостью понимается количественное соотношение одного товара ко множеству других товаров пригодных для последующих итераций обмена.

Тем не менее, такая трактовка хоть и объединяет общие положения всех экономических школ о том, что есть стоимость, но при этом, она же ничего не говорит о том, как такая стоимость вообще создаётся. Иными словами, главным и краеугольным камнем "что есть стоимость", становится сама мера стоимости, её причисление тому или иному виду товара (как бы это не звучало противоречиво или каламбурно). В этом вопросе экономические школы начинают и расходиться.

На сегодняшний день существует две наиболее распространённые теории на счёт того, как именно образуется стоимость того или иного товара.

1. Теория предельной полезности

Ядром данной теории становится в первую очередь субъективный фактор каждого отдельного человека, определяющего полезность того или иного товара в текущий или более долгосрочный период времени. Совокупность множества субъективных факторов (множества людей) о полезности товара начинает приводить к его объективной стоимости.

При этом, чем больше человек будет потреблять один и тот же товар в ограниченный промежуток времени, тем меньшую полезность/стоимость начинает нести для потребителя сам товар. И если таковой феномен начинает приобретать общественный характер, то и полезность/стоимость самого товара будет понижаться.

Повышение же стоимости товара начинает свидетельствовать либо об его уменьшающемся количестве со статичной полезностью, либо об увеличивающейся полезности со статичным количеством. На основе таковых наблюдений как раз и начинает формироваться закон спроса и предложения, когда с одной стороны появляются производители товаров, а с другой стороны их потребители.

Всё, что я описал выше, в данной разделе - это теория предельной полезности буквально на пальцах, ни более, ни менее. Существует вполне себе ещё огромная масса тонкостей, например на счёт того как может быть рассмотрена связь нескольких разнородных товаров между собой и как определить их стоимость друг к другу. Тем не менее, это есть тема уже отдельных дискуссий.

2. Трудовая теория стоимости

Ядром данной теории становится в первую очередь количественная мера общественно необходимого труда для производства товаров, а также их последующее соотношение. Иными словами, если один товар X производится в среднем за N времени, а другой товар Y производится в среднем за 2N времени, то стоимость этих товаров определяется их соотношением друг к другу, а именно 2X = Y.

При увеличении скорости производства (уменьшении необходимого труда), допустим товара X в два раза, то есть при улучшении производственных сил, стоимость самого товара X уменьшается вдвое. Из этого следует, что теперь, соотношение товара Y к X будет равна 1:4, иными словами Y = 4X. Ровно по такому же сценарию будет действовать и обратный способ изменения цен, если скорость самого производства товаров будет уменьшаться.

Трудовая теория стоимости, в отличие от теории предельной полезности, разделяет саму стоимость на потребительную и меновую. В то время как потребительная стоимость присваивается каждому отдельному продукту и не может сравниваться количественно с другими продуктами, меновая же стоимость напротив как раз создаёт связь между одним товаром и другим. На этом фоне различий потребительной и меновой стоимостей также присутствует разграничение между продуктом и товаром, где второй является по своей сути также продуктом, но выставленным исключительно ради продажи.

Это есть также трудовая теория стоимости приведённая на пальцах. Здесь ровно также существует множество тонкостей о которых можно писать, дополнять и рассуждать, как например, существование всеобщего эквивалента ко всем другим товарам, который несёт исключительно знаковую функцию (деньги), метаморфозы Т - Д - Т (товар - деньги - товар) и Д - Т - Д (деньги - товар - деньги), о прибавочной стоимости, о монополизации, и прочее. Это всё просто невозможно уложить в одном тексте, при этом не отрываясь от главной тематики статьи.

Стоимость и Bitcoin

Когда криптовалюты только массово начинали обретать свою популярность, на первых же позициях вычисления стоимостей криптовалют была положена теория предельной полезности. Связано это в первую очередь с тем, что трудовая теория стоимости, а именно её "распределение" по земному шару неравномерно. Там где был создан и в массе своей распространён Bitcoin, то есть в США и других западных странах, преобладала (и преобладает) в первую очередь теория предельной полезности. Поэтому и первые аналитические работы по стоимости криптовалют были следствием именно этого фактора. Поэтому, можно сказать, что трудовая теория стоимости начала использоваться лишь после теории предельной полезности при описании стоимостей криптовалют.

Ситуация со стороны теории предельной полезности

Стоимость криптовалют по теории предельной полезности определяется малым ограниченностью самих коинов (здесь мы говорим исключительно о Bitcoin) и большой заинтересованностью массы людей. При этом, т.к. самих коинов в Bitcoin'е существует лишь ограниченное/константное количество, то при увеличении заинтересованности общества, стоимость Bitcoin'а только возрастает.

Это вполне себе было видно в 2017-2018 годах, когда был буквально хайп блокчейна и сопутствующих криптовалют, когда разрабатывалось множество однодневок и централизованных площадок обмена криптовалютами. Иными словами, было бурление общества. Далее два года к ряду являли собой этап стагнации, или вернее сказать стандартизации, в заинтересованности обществом. И лишь буквально в последние годы вновь появился интерес к криптовалютам, но уже не как таковым обширным обществом, а лишь меньшинством, но вполне богатым.

Таким образом, теория предельной полезности определяет стоимость Bitcoin'a двумя факторами:

1. Ограниченностью количества коинов. Хранилище Bitcoin'а ограничено, и уже довольно скоро оно закончит своё ранее привычное существование. Количество коинов уже не будет увеличиваться, а следовательно и величина Q будет становиться константой.

2. Заинтересованностью общества. Как только были выданы все Q биткоинов, они вступают в кругооборот обмена. Люди, располагающие биткоином, будут иметь прямую выгоду (полезность) в том, чтобы этих кругооборотов было как можно больше, потому как возрастёт полезность и как следствие, при константном неувеличивающемся Q, стоимость самой криптовалюты.

Таким образом, стоимость Bitcoin'а становится вполне самодостаточной, становясь эквивалентом обычных денег, будь то рублей, долларов, евро и прочего, которые выпускаются ровно также в ограниченном количестве и не важно кто это делает - государство или сам механизм блокчейна.

Но вопрос здесь возникает в другом: что произойдёт со стоимостью если количество коинов не ограничено, как это например происходит в Ethereum, иными словами если сама величина Q буквально будет стремиться к бесконечности с каждым новым сгенерированным блоком? В таком случае, чтобы стоимость держалась на текущем уровне, какой уже имеется, необходимым условием являлась бы бесконечно увеличивающейся полезность U. Но такого явно не наблюдается.

Ситуация со стороны трудовой теории стоимости

Стоимость криптовалют по трудовой теории стоимости определяется количеством общественно затраченного труда на производство видеокарт (GPU), интегральных схем специального назначения (ASIC), электричества, помещения и прочего, что так или иначе материально связано с функционированием самого процесса криптовалюты.

Трудовая теория стоимости описывает сам процесс майнинга как работу, которая постоянно тратит (конвертирует) потребляемое электричество/оборудование в стоимость самого Bitcoin'a. В процессе увеличения общих мощностей блокчейна начинает увеличиваться и сама сложность майнинга, следовательно, всё больше начинает тратиться/расходоваться электричества и оборудования на поддержание самой системы, а все потреблённые объекты начинают переноситься и становиться стоимостью Bitcoin'a. Тем не менее, трудовая теория стоимости говорит о том, что т.к. в данном конкретном процессе производства Bitcoin'a не тратится рабочая сила (буквально человеческий труд), то стоимость биткоина становится полностью (или приблженно) равна стоимости потраченных средств (произведённых ранее людьми). Иными словами, Bitcoin не увеличивает капитал (денежную массу), как это делает реальное производство (тех же ASIC), а лишь перераспределяет её, переводит из формы материального в форму денежного, в ровно таком же эквиваленте.

Чтобы доказать такую точку зрения, нам необходимо определить стоимость всех материальных средств (или хотя бы значимую их часть) потраченных на установление среднего майнера в сети, производящего криптовалюту и умножить стоимость этих средств на количество самих майнеров. Либо выявить мощность сети Bitcoin и исходить из количества ASIC устройств, генерирующих определённо заданный хешрейт. В итоге мы получим суммарный объём материальных средств. Из этого, нам необходимо будет выявить сколько в среднем живёт видеокарта, ASIC или прочее средства при интенсивных нагрузках и привести полученное время к 10 минутам изнашивания. Как только мы получим суммарную стоимость потреблённую в течение 10 минут и поделим эту стоимость на количество выпускаемым коинов в блоке, то получим стоимость одного коина.

Всю стоимость средств мы будем вычислять исключительно долларами, чтобы не было учтено дополнительных наценок при транспортировании средств и конвертировании валют. Также на начальных этапах из рассмотрения мы уберём стоимость электричества, потому как таковое вполне легко может быть наложено на уже полученную нами стоимость, т.к. стоимость электричества легко вычисляется в секундах, минутах, часах и т.д.

Добыча Bitcoin'а наиболее эффективно производится при помощи ASIC, нежели видеокарт. Следовательно и сама мощность Bitcoin'a, по крайней мере той массы выигрывающих майнеров, производится также за счёт ASIC. Возьмём в качестве основы BITMAIN ANTMINER S19J PRO+ BITCOIN MINER. Взял я таковой из списка лучших ASIC'ов. Все ссылки на используемые мной ресурсы будут указаны под картинками.

Стоит выбранный ASIC в среднем 2,200$. Теперь нам необходимо узнать сколько их требуется для успешного майнинга блока всей сетью. Для начала нам необходимо узнать мощность выбранного ASIC. Она составляет 117-122TH/s (в зависимости от модели). Возьмём среднее значение и округлим, получим 120TH/s, то есть 120,000,000,000,000 операций хеширования в секунду. Средний хешрейт сети Bitcoin составляет 390 EH/s (на текущий момент), что эквивалентно 390,000,000,000,000,000,000. За 10 минут будет сгенерировано уже 234,000,000,000,000,000,000,000 хешей. Таким образом, чтобы успешно замайнить блок за секунду нам потребуется 1,950,000,000 таких же ASIC'ов. Далее, полученное количество мы делим на (10*60). То есть приводим количество ASIC'ов на 10 минут. Итого, требуется примерно 3,250,000 ASIC'ов для генерации одного блока за 10 минут.

(390_000_000_000_000_000_000 * 60 * 10) / 120_000_000_000_000 / 60 / 10 = 3,250,000

Теперь нужно определить сколько живёт в среднем один ASIC при интенсивной работе. Возьмём следующее время (12-18 месяцев) в качестве основы. Возьмём худший сценарий из приведённого в 12 месяцев, т.к. фактический срок гарантии равен 3-6 месяцам. И таким образом, мы будем тратить один ASIC, денежный эквивалент которого равен 2,200$, за 12 месяцев. Теперь конвертируем стоимость сначала в месяц = 183.(3)$, далее в день (деля на 30) = 6.(1)$, далее в час 0.254(629)$, и в 10 минут ~= 0.04$. Таким образом, мы получаем, что за 10 минут на генерацию блока тратится в среднем примерно 0.04$ для одного ASIC'a.

Теперь, всё что нам осталось - это умножить количество ASIC'ов участвующих в генерации блока за 10 минут (3,250,000$) на полученный результат потребления одного ASIC'a на протяжении 10 минут (0.04$) и получим стоимость сгенерированного блока равную 130,000$. Майнер, который смог сгенерировать первым блок и получает основную награду из хранилища (не берём в расчёт пулы майнеров, их объединение и прочее, потому что это просто этап перераспределения награды).

3_250_000 * 0.04 = 130,000

Один блок, в зависимости от времени, может давать разное количество коинов в качестве вознаграждения своим майнерам. У биткоина существует такой процесс как халвинг, когда количество наград каждый раз понижается со временем. Текущая награда (в текущий момент времени) равна 6.25BTC за блок. Ситуация изменится в 12.04.2024, тогда награда уже будет равна 3.125BTC за блок. Мы же берём текущие значения.

Итого, 1 блок = 6.25BTC = 130,000$. Умножаем 6.25 на 100, и то же самое делаем с 130,000. Получаем 625 = 13,000,000 => 13_000_000 / 625 = 20,800$. Это не финальная стоимость одного биткоина, т.к. не нужно забывать про электроэнергию, которая также тратится в очень больших количествах из-за самого использования ASIC'ов. Возьмём стоимость электроэнергии в США, т.к. именно больше всего хешрейт генерируют майнеры США.

Один наш ASIC тратит примерно 3355W = 3.4kW в секунду. 1kWh (kW-час) в США стоит 0.174$. Делим данную величину на (60*60), то есть переводим в секунды и умножаем полученный результат на 3.4. Получаем 0.000164(3)$ за 120TH в секунду для одного ASIC'a. Умножаем данный результат на (60*10), переводя тем самым стоимость в 10 минут. Получаем трату электроэнергии в 0.0986$ за 10 минут для одного работающего ASIC'a. Теперь умножаем полученный результат на 3,250,000 (количество ASIC'ов сети). Получаем на выходе стоимость электроэнергии за 1 блок = 320,450$ всей сетью.

(0.174/60/60*3.4)60*10*3_250_000 = 320,450

Полученный результат 320,450$ умножаем на 100, ровно так же делаем с 6.25BTC. Проделываем операцию деления 32,045,000/625 и получаем 51,272$ за 1BTC. Теперь суммируем всю стоимость ASIC (20,800$) и всю стоимость электроэнергии (51,272$) за 1BTC, получаем тем самым 72,072$. Это и есть реальная стоимость одного биткоина в котором заключена стоимость потребления электроэнергии и ASIC'ов за 10 минут всей сетью.

20_800+51_272 = 72,072

И вот мы получили стоимость 1BTC ≈ 72,072$, но мы вступаем сразу же в определённое противоречие с реальностью, а именно сейчас, прямо на данный промежуток времени мы имеем стоимость биткоина равную 26,009$, что на 46,063$ меньше нами вычисленной. Это достаточно значимая разница, этак примерно в 3 раза. Трудовая теория стоимости оказалась неправа? Ровно также как и теория предельной полезности для других криптовалют, подобия Ethereum, где количество коинов неограниченно? Все экономические теории просто ошибочны? Не совсем так.

В данной ситуации становится необходимым рассмотреть сам механизм работы Bitcoin'a и увидеть, что результирующий блок - есть результат конкуренции, где лишь один участник из всего множества (не берём в расчёт опять таки пулы майнеров) выигрывает в гонке. Из этого следует, что полученная стоимость в 72,072$ есть в действительности сумма всех потраченных средств майнерами, но выигрывающий получает сумму равную 26,009$, окупающую потраченные ресурсы в N раз (если только он не генерировал хешрейт на более чем 1/3 от сети). Остальная часть работы становится бессмысленной лишь из-за того, что она уже была кем-либо до этого выполнена. Иными словами, 46,063$ есть часть той работы, которая была "перевыполнена", повторена буквально несколько раз из-за отсутствия факта кооперирования разносторонними майнерами.

В финальной стоимости =72,072$ мы предполагали, что участники являются равноправными друг к другу и при том, что самое важное - кооперирующими в своих действиях друг с другом. Если бы текущий генерируемый хешрейт 390EH/s находился бы в такой парадигме, то стоимость одного биткоина действительно равнялась бы 72,072$. Это говорило бы о том, что даже при хорошем кооперировании и большом количества ASIC устройств, а также потребляемой электроэнергии, требуется аж 390EH/s операций.

В действительности же Bitcoin работает на конкуренции, а потому и общий генерируемый хешрейт в 390EH/s есть в массе своём избыточный. Например, если сеть будет продолжать монополизироваться, если участники продолжат объединяться во всё большие пулы, если вычислительные ресурсы будут собираться в руках одного лица, то таковому монополисту или картелю не будет надобности в трате стольких ресурсов, что приведёт к снижению общего хешрейта Bitcoin'a, а следовательно и к итоговой стоимости всей сети. Но и это же неминуемо приведёт к тому, что сама безопасность Bitcoin'a окажется под вопросом.

Таким образом, можно сказать, что излишне генерируемая стоимость равная 46,063$ тратится исключительно на безопасность самой системы, в ядре которой заложен механизм конкурирования.

Заключение

В ходе проделанных вычислений мы узнали общую стоимость добычи биткоина, его реальную величину ≈72,072$, относительно всех потраченных средств (расходование ASIC, электроэнергии). Это есть общая величина, потраченная всеми майнерами в ходе конкурирующих вычислений. Как мы увидели, большая часть данных ресурсов (46,063$) просто сгорает в конкурирующих сражениях, и лишь малая часть начинает конвертироваться в реальную стоимость (26,009$). Вопрос реальности последней стоимости также остаётся открытым, потому как неизвестны пропорции того, насколько материальные средства в итоге повлияли на её становление и насколько количество вливаемого капитала из других некрипто-валют поддерживают данную стоимость.