Resumen
¿Qué tan bien puede funcionar una criptomoneda como medio de pago? Estudiamos el diseño óptimo de las criptomonedas y evaluamos cuantitativamente qué tan bien pueden estas monedas respaldar el comercio bilateral. El desafío para las criptomonedas es superar el doble gasto confiando en la competencia para actualizar la blockchain (minería costosa) y retrasando la liquidación.
Estimamos que el esquema actual de Bitcoin genera una gran pérdida de bienestar del 1.4% del consumo. Esta pérdida de bienestar puede reducirse sustancialmente al 0.08% adoptando un diseño óptimo que reduce la minería y depende exclusivamente del crecimiento monetario en lugar de las tarifas de transacción para financiar las recompensas de minería. También señalamos que las criptomonedas pueden potencialmente desafiar los sistemas de pago minorista siempre que se puedan abordar las limitaciones de escalabilidad.
Idea Clave: Aunque el Bitcoin en su forma actual conlleva enormes costes de bienestar, una criptomoneda con un diseño óptimo podría potencialmente respaldar los pagos de manera bastante eficaz. Las criptomonedas funcionan mejor cuando el volumen de transacciones es grande en relación con el tamaño individual de cada transacción, lo que las hace más adecuadas para pagos minoristas que para liquidaciones de alto valor.
Hallazgos Principales
Resumen de ideas clave
Problema del Doble Gasto
Las criptomonedas enfrentan un problema fundamental de doble gasto donde los tokens digitales pueden copiarse y reutilizarse. Esto se resuelve mediante competencia de minería y retardos de confirmación, creando una disyuntiva entre velocidad de liquidación y finalidad.
Liquidación Inmediata vs Liquidación Final
Para cualquier criptomoneda basada en un protocolo Proof-of-Work, la liquidación no puede ser simultáneamente inmediata y definitiva. Existe una compensación inherente entre la velocidad de transacción y la seguridad frente a ataques de doble gasto.
Diseño Óptimo de Criptomonedas
La estructura de recompensa óptima establece las tarifas de transacción en cero y depende exclusivamente del señoreaje (crecimiento monetario). Esto minimiza las distorsiones y mejora la eficiencia general del sistema de criptomonedas.
Pagos Minoristas vs Pagos de Alto Valor
Las criptomonedas son mucho más adecuadas para transacciones minoristas de bajo valor y alto volumen que para pagos de gran valor debido a la relación entre el tamaño de la transacción y los incentivos de doble gasto.
Costos de Minería
La minería actual de Bitcoin genera costos sustanciales (360 millones de dólares anuales en el modelo), pero un diseño óptimo podría reducirlos a 6.9 millones manteniendo la seguridad.
Desafío de Escalabilidad
La eficiencia de las criptomonedas aumenta con la escala, situando la escalabilidad en primer plano como el principal desafío tecnológico a superar para la adopción generalizada.
Resumen del Documento
Contenido del Documento
1. Introducción
Desde la creación de Bitcoin en 2009, las criptomonedas han generado un intenso debate sobre su relevancia económica. Los críticos las han tildado de fraude o burbujas, mientras que los defensores señalan su potencial para facilitar pagos sin terceros designados que controlen la moneda con fines de lucro.
Este artículo desarrolla un modelo de equilibrio general para una criptomoneda que utiliza blockchain como mecanismo de registro de pagos. Formalizamos el problema del doble gasto y demostramos cómo se resuelve mediante una competencia de minería intensiva en recursos y retardos de confirmación.
Nuestro análisis revela que, aunque Bitcoin en su forma actual tiene costos de bienestar significativos, una criptomoneda diseñada de manera óptima puede respaldar los pagos de manera eficiente. Evaluamos cuantitativamente qué tan bien las criptomonedas pueden facilitar las transacciones en comparación con los sistemas de pago tradicionales.
Este artículo contribuye a la escasa literatura económica sobre criptomonedas al ser el primero en modelar formalmente las características tecnológicas distintivas de los sistemas de criptomonedas - blockchain, mining y double-spending incentives - dentro de un marco económico cuantitativo.
2. Criptomonedas: Una Breve Introducción
Las criptomonedas como Bitcoin eliminan la necesidad de un tercero confiable al depender de una red descentralizada de validadores para mantener y actualizar copias del libro mayor. La confianza se basa en una blockchain que garantiza la verificación, actualización y almacenamiento distribuido de los historiales de transacciones.
La blockchain se actualiza mediante un proceso competitivo llamado mining, donde los mineros compiten para resolver problemas computacionalmente costosos de proof-of-work. El ganador actualiza la cadena con un nuevo bloque y recibe recompensas financiadas por la creación de nuevas monedas y las tarifas de transacción.
El desafío fundamental es el problema del doble gasto: después de realizar una transacción, un usuario puede intentar convencer a los validadores para que acepten una historia alternativa donde el pago no se realizó. Esto se desalienta mediante los retrasos de confirmación: los vendedores esperan múltiples confirmaciones antes de entregar los bienes, lo que hace que los ataques exitosos de doble gasto sean más difíciles.
3. El Problema del Doble Gasto
Desarrollamos un modelo para estudiar las decisiones de minería y doble gasto dentro de un ciclo de pago. El modelo muestra que para deshacer una transacción con un retraso de confirmación de N subperíodos, un comprador deshonesto necesita ganar el juego de minería N+1 veces consecutivas.
Esto conduce a nuestro resultado fundamental: Para cualquier criptomoneda basada en un protocolo de Prueba de Trabajo, la liquidación no puede ser inmediata y final al mismo tiempo. Existe una compensación inherente entre la velocidad de transacción y la seguridad contra el doble gasto.
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. Marco de Equilibrio General
Incorporamos la estructura de criptomoneda en un marco de equilibrio general monetario basado en Lagos and Wright (2005). Este paso es esencial porque la criptomoneda es un sistema de circuito cerrado: su valor depende de la circulación en la economía, lo que determina las recompensas mineras, que a su vez afectan el esfuerzo minero y los incentivos de doble gasto.
El marco nos permite explorar el diseño óptimo de las criptomonedas. Encontramos que la estructura de recompensas óptima establece tarifas de transacción en cero y depende únicamente del señoreaje (crecimiento monetario). Esto minimiza las distorsiones y mejora la eficiencia.
Demostramos que existe un equilibrio de criptomoneda a prueba de doble gasto cuando el grupo de usuarios es suficientemente grande, destacando que las criptomonedas se vuelven más eficientes con la escala.
5. Análisis Numérico de Bitcoin
Calibramos nuestro modelo utilizando datos de trading de Bitcoin de 2015. El análisis revela que el diseño actual de Bitcoin es muy ineficiente, generando una pérdida de bienestar del 1.4% en comparación con un sistema de efectivo eficiente.
La principal fuente de ineficiencia son los elevados costos de minería, estimados en 360 millones de dólares anuales. Esto se traduce en que las personas estarían dispuestas a aceptar un sistema de efectivo con 230% de inflación antes que estar en mejor situación utilizando Bitcoin.
Sin embargo, un Bitcoin diseñado de manera óptima reduciría el costo de bienestar a 0.08% mediante la disminución del crecimiento monetario y la eliminación de comisiones por transacciones. La tasa de inflación equivalente descendería a 27.51%.
También evaluamos la eficiencia de las criptomonedas para pagos minoristas (utilizando datos de tarjetas de débito estadounidenses) y liquidaciones de alto valor (con datos de Fedwire). Las criptomonedas muestran pérdidas de bienestar mucho menores en pagos minoristas (0.00052%) en comparación con sistemas de alto valor (0.0060%).
6. Conclusión
El registro distribuido mediante blockchain basado en consenso a través de Proof-of-Work es un concepto fascinante. La economía de esta tecnología está impulsada por los incentivos individuales para el doble gasto y los costos de controlar estos incentivos.
A medida que aumenta la escala de una criptomoneda, se vuelve más eficiente. Esto explica por qué el equilibrio de prueba contra doble gasto solo existe con un grupo de usuarios suficientemente grande, y por qué las criptomonedas funcionan mejor cuando el volumen de transacciones es grande en relación con el tamaño de las transacciones individuales.
Bitcoin no solo es costoso en términos de gastos de minería, sino también ineficiente en su diseño a largo plazo. La eficiencia puede mejorarse significativamente optimizando la tasa de creación de monedas y minimizando las tarifas de transacción.
Los sistemas de criptomonedas podrían desafiar potencialmente a los sistemas de pago minorista una vez que se aborden las limitaciones de escalabilidad. Todavía queda mucho por aprender sobre el potencial económico y el diseño eficiente de la tecnología blockchain.
Apéndice
El artículo incluye extensos apéndices con demostraciones, derivaciones y análisis adicionales que comprenden:
- Micro-foundation for the proof-of-work problem
- Demostraciones completas de lemas y proposiciones
- Análisis de Proof-of-Stake como mecanismo de consenso alternativo
- Descripción formal de la blockchain
Nota: Lo anterior es un resumen del contenido clave del documento. El texto completo contiene extensas derivaciones matemáticas, demostraciones formales y análisis económicos detallados. Recomendamos descargar el PDF completo para una comprensión integral.