Abstrak
Sejauh manakah mata wang kripto dapat berfungsi sebagai alat pembayaran? Kami mengkaji reka bentuk optimum mata wang kripto dan menilai secara kuantitatif sejauh mana mata wang tersebut dapat menyokong perdagangan dua hala. Cabaran bagi mata wang kripto adalah untuk mengatasi perbelanjaan berganda dengan bergantung pada persaingan untuk mengemas kini rantaian blok (perlombongan yang mahal) dan dengan melambatkan penyelesaian.
Kami menganggarkan skema Bitcoin semasa menghasilkan kerugian kebajikan yang besar iaitu 1.4% daripada penggunaan. Kerugian kebajikan ini dapat dikurangkan dengan ketara kepada 0.08% dengan menerima pakai reka bentuk optimum yang mengurangkan perlombongan dan bergantung sepenuhnya pada pertumbuhan wang dan bukannya yuran transaksi untuk membiayai ganjaran perlombongan. Kami juga menekankan bahawa mata wang kripto berpotensi mencabar sistem pembayaran runcit dengan syarat batasan penskalaan dapat ditangani.
Pengetahuan Utama: Walaupun Bitcoin dalam bentuk semasanya mempunyai kos kebajikan yang besar, mata wang kripto yang direka secara optimum berpotensi menyokong pembayaran dengan agak baik. Mata wang kripto berfungsi paling baik apabila jumlah transaksi adalah besar berbanding saiz transaksi individu, menjadikannya lebih sesuai untuk pembayaran runcit berbanding penyelesaian bernilai tinggi.
Penemuan Utama
Ringkasan Pandangan Utama
Masalah Perbelanjaan Berganda
Mata wang kripto menghadapi masalah perbelanjaan berganda asas di mana token digital boleh disalin dan digunakan semula. Ini ditangani melalui persaingan perlombongan dan ketinggalan pengesahan, mewujudkan pertukaran antara kelajuan penyelesaian dan kemuktamadan.
Penyelesaian Segera vs Muktamad
Bagi mana-mana mata wang kripto berdasarkan protokol Bukti Kerja, penyelesaian tidak boleh menjadi serta-merta dan muktamad serentak. Terdapat pertukaran semula jadi antara kelajuan transaksi dan keselamatan terhadap serangan perbelanjaan berganda.
Reka Bentuk Mata Wang Kripto Optimum
Struktur ganjaran optimum menetapkan yuran transaksi kepada sifar dan bergantung sepenuhnya pada seignorage (pertumbuhan wang). Ini mengurangkan herotan dan meningkatkan kecekapan keseluruhan sistem kriptowang.
Runcit berbanding Pembayaran Nilai Besar
Kriptowang lebih sesuai untuk transaksi runcit bernilai rendah dan berisipadu tinggi berbanding pembayaran bernilai besar disebabkan hubungan antara saiz transaksi dan insentif perbelanjaan berganda.
Kos Perlombongan
Perlombongan Bitcoin semasa menjana kos substantial ($360M setahun dalam model), tetapi reka bentuk optimum boleh mengurangkannya kepada $6.9M sambil mengekalkan keselamatan.
Cabaran Skalabiliti
Kecekapan mata wang kripto meningkat dengan skala, menjadikan skalabiliti sebagai cabaran teknologi utama yang perlu diatasi untuk penerimaan meluas.
Gambaran Keseluruhan Kertas
Kandungan Dokumen
1. Pengenalan
Sejak penciptaan Bitcoin pada tahun 2009, mata wang kripto telah mencetuskan perdebatan sengit mengenai relevansi ekonominya. Pengkritik mengecamnya sebagai penipuan atau gelembung, sementara penyokong menunjuk kepada potensinya untuk menyokong pembayaran tanpa pihak ketiga yang ditetapkan yang mengawal mata wang untuk keuntungan.
Kertas kerja ini membangunkan model keseimbangan umum untuk mata wang kripto yang menggunakan blockchain sebagai peranti penyimpanan rekod untuk pembayaran. Kami memformalkan masalah perbelanjaan berganda dan menunjukkan bagaimana ia ditangani melalui persaingan perlombongan yang memerlukan banyak sumber dan kelewatan pengesahan.
Analisis kami menunjukkan bahawa walaupun Bitcoin dalam bentuk semasanya mempunyai kos kebajikan yang ketara, mata wang kripto yang direka secara optimum mampu menyokong pembayaran dengan cekap. Kami menilai secara kuantitatif sejauh mana mata wang kripto dapat memudahkan urus niaga berbanding sistem pembayaran tradisional.
Kertas kerja ini menyumbang kepada literatur ekonomi yang terhadap tentang mata wang kripto dengan menjadi yang pertama memodelkan ciri teknologi tersendiri sistem mata wang kripto - blockchain, perlombongan, dan insentif perbelanjaan berganda - dalam kerangka ekonomi kuantitatif secara formal.
2. Cryptocurrencies: Pengenalan Ringkas
Cryptocurrencies seperti Bitcoin menghapuskan keperluan untuk pihak ketiga yang dipercayai dengan bergantung pada rangkaian validator terpencar untuk mengekalkan dan mengemas kini salinan lejar. Kepercayaan adalah berdasarkan blockchain yang memastikan pengesahan, pengemaskinian dan penyimpanan sejarah transaksi secara teragih.
Blockchain dikemas kini melalui proses kompetitif yang dipanggil perlombongan, di mana pelombong bersaing untuk menyelesaikan masalah proof-of-work yang memerlukan kos pengiraan tinggi. Pemenang akan mengemas kini rantaian dengan blok baharu dan menerima ganjaran yang dibiayai oleh penciptaan syiling baharu dan yuran transaksi.
Cabaran asas ialah masalah perbelanjaan berganda: selepas menjalankan transaksi, pengguna mungkin cuba meyakinkan pengesah untuk menerima sejarah alternatif di mana pembayaran tidak dibuat. Ini dihalang oleh ketinggalan pengesahan - penjual menunggu pelbagai pengesahan sebelum menghantar barang, menjadikan serangan perbelanjaan berganda yang berjaya lebih sukar.
3. Masalah Perbelanjaan Berganda
Kami membangunkan model untuk mengkaji keputusan perlombongan dan perbelanjaan berganda dalam kitaran pembayaran. Model menunjukkan bahawa untuk membatalkan transaksi dengan ketinggalan pengesahan sebanyak N subtempoh, pembeli yang tidak jujur perlu memenangi permainan perlombongan sebanyak N+1 kali berturut-turut.
Ini membawa kepada penemuan asas kami: Bagi sebarang kriptowang berdasarkan protokol Bukti-Kerja, penyelesaian tidak boleh bersifat serta-merta dan muktamad secara serentak. Terdapat pertukaran semula jadi antara kelajuan transaksi dan keselamatan terhadap perbelanjaan berganda.
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. Kerangka Keseimbangan Umum
Kami menggabungkan struktur kriptowang ke dalam kerangka keseimbangan umum monetari berdasarkan Lagos dan Wright (2005). Langkah ini penting kerana kriptowang merupakan sistem gelung tertutup - nilainya bergantung pada pengedaran dalam ekonomi, yang menentukan ganjaran perlombongan, seterusnya mempengaruhi usaha perlombongan dan insentif perbelanjaan berkali.
Kerangka ini memungkinkan kami mengeksplorasi desain cryptocurrency yang optimal. Kami menemukan bahwa struktur imbalan optimal menetapkan biaya transaksi menjadi nol dan hanya mengandalkan seignorage (pertumbuhan uang). Hal ini meminimalkan distorsi dan meningkatkan efisiensi.
Kami membuktikan bahwa keseimbangan cryptocurrency yang tahan double-spending ada ketika kumpulan pengguna cukup besar, menyoroti bahwa cryptocurrency menjadi lebih efisien dengan skala.
5. Analisis Berangka Bitcoin
Kami menentukur model menggunakan data perdagangan Bitcoin dari tahun 2015. Analisis mendedahkan bahawa reka bentuk Bitcoin semasa sangat tidak cekap, mengakibatkan kehilangan kebajikan sebanyak 1.4% berbanding sistem tunai yang cekap.
Punca utama ketidakcekapan adalah kos perlombongan yang besar, dianggarkan $360 juta setahun. Ini bermakna orang sanggup menerima sistem tunai dengan inflasi 230% sebelum mereka lebih baik menggunakan Bitcoin.
Walau bagaimanapun, Bitcoin yang direka secara optimum akan mengurangkan kos kebajikan kepada 0.08% dengan mengurangkan pertumbuhan wang dan menghapuskan yuran transaksi. Kadar inflasi setara akan turun kepada 27.51%.
Kami juga menilai kecekapan cryptocurrency untuk pembayaran runcit (menggunakan data kad debit AS) dan penyelesaian nilai besar (menggunakan data Fedwire). Cryptocurrency menunjukkan kerugian kebajikan jauh lebih kecil untuk pembayaran runcit (0.00052%) berbanding sistem nilai besar (0.0060%).
6. Kesimpulan
Pencatatan teragih dengan blockchain berdasarkan konsensus melalui Proof-of-Work merupakan konsep yang menarik. Ekonomi teknologi ini didorong oleh insentif individu untuk melakukan double-spend dan kos untuk mengawal insentif tersebut.
Apabila skala kriptowang meningkat, ia menjadi lebih cekap. Ini menerangkan mengapa keseimbangan bukti double-spend hanya wujud dengan kumpulan pengguna yang cukup besar, dan mengapa kriptowang berfungsi paling baik apabila jumlah transaksi besar berbanding saiz transaksi individu.
Bitcoin bukan sahaja mahal dari segi kos perlombongan tetapi juga tidak cekap dalam reka bentuk jangka panjangnya. Kecekapan boleh dipertingkatkan dengan ketara dengan mengoptimumkan kadar penciptaan syiling dan meminimumkan yuran transaksi.
Sistem mata wang kripto berpotensi mencabar sistem pembayaran runcit sekatan kebolehskalaan diselesaikan. Masih banyak yang perlu dipelajari tentang potensi ekonomi dan reka bentuk cekap teknologi blockchain.
Lampiran
Kertas kerja ini mengandungi lampiran yang luas dengan bukti, terbitan, dan analisis tambahan termasuk:
- Micro-foundation for the proof-of-work problem
- Bukti lengkap bagi lemma dan proposisi
- Analisis Proof-of-Stake sebagai mekanisme konsensus alternatif
- Penerangan formal mengenai blockchain
Nota: Perkara di atas merupakan ringkasan kandungan utama kertas kerja. Dokumen lengkap mengandungi terbitan matematik yang meluas, bukti formal, dan analisis ekonomi terperinci. Kami mengesyorkan memuat turun PDF penuh untuk pemahaman menyeluruh.