ハッシュレートの「錬金術」を理解する: ビットコインコンピューティング資産の特徴と課題

さまざまな種類のビットコイン計算パワー資産の主な特徴、金融商品としての性質、および各市場キャリアが現在直面している課題について説明します。

著者: レオ・チャンとカーティク・ベンカテシュ、コンピューティングパワーと派生製品の研究組織であるアニッカ・リサーチの創設者兼データアナリスト

科学的方法は物事の本質を理解することを目指しますが、錬金術は物事を自分が望むようにすることを目指します。言い換えれば、科学の主な目的は真実であり、錬金術の目的は操作可能な成功を達成することです。
ジョージ・ソロス『金融の錬金術』

コンピューティングパワーの経済的価値

ビットコインは新しいコンピューティングパラダイムです。特定のハードウェアからストレージ、通信、計算を抽象化します。すべてのノードは各トランザクションと新しいブロックを独立して検証し、最大の計算能力を持つチェーンを選択します。ビットコインは中央調整を必要とせずに状態の複製を実現します。ただし、その設計には明らかなトレードオフもあります。すべての参加者がデータベースの完全なコピーを取得するには、メッセージとデータストレージを冗長化する必要があります。オンチェーンパフォーマンスの最適化をどれだけ行っても、この冗長性は避けられません。このシステムの目的は、従来の分散コンピューティングよりも高い効率を達成することではなく、コンピューティングプロセスが完了する方法を形式化し、公開することです。

非常に冗長で非効率的でありながら、完全に透明なコンピューティングパラダイムがなぜ必要なのでしょうか?

従来の分散システムでは、すべてのノードとその調整ルールは、データストレージとサービスへのアクセスを提供するチャネルに基づいています。対照的に、ビットコインネットワークのコンセンサスとトランザクションルールは均一に従いますが、ノード間には異質性があります。その取引は、世界中の匿名の参加者によって、さまざまなネットワーク速度で散発的に開始されます。従来の非同期分散システムでは、単一の時間ソースや権威あるコーディネーターは存在せず、トランザクションが発生した特定の時間を特定することは基本的に不可能です。

ビットコインは、一定期間にわたって一定量のコンピューティングリソースが使用されたことを証明するメカニズムであるプルーフオブワーク(PoW) を通じて、この厄介な時間調整の問題を解決します。グレゴリー・トルベスコイは、「答えに一致するハッシュを見つける難しさは、時計のような役割を果たします。」と説明しています。この分散型クロックの刻みによって、トランザクションのブロックにタイムスタンプが付けられ、P2P ネットワークが効率的に連携できるようになります。ハッシュパワーは、元帳上の複数のトランザクションの順序を凝縮し、ビットコインが信頼を自動化し、強力な保証で価値の転送と保管を独立して促進できるようにしながら、決済機能が強力であることを保証します。

決済保証は、決済ネットワークの導入と長期運用にとって重要な基盤です。この決済保証、つまり経済的最終性は、複数の取引の順序を改ざんすることが困難な場合に十分に強力であると見なされます。ブロックチェーンの人気が高まり、ネットワークの計算能力が蓄積され続けるにつれて、作業証明の「付加エネルギー」によってブロックの経済的重みが増大します。攻撃を開始するために世界のコンピューティング能力の 51% 以上を獲得するコストは、（潜在的な利益と比較して）高額になりすぎます。

あらゆる経済活動は決済ネットワークに流れ込むことになります。 Saifedean 氏は、「決済ネットワークとしてのビットコインの経済学」の中で、ビットコインの大規模な決済を処理する能力は、コストが低く、検証可能性が高く、相手方リスクがないため、中央銀行と金融機関の間の決済システムよりも優れていると主張しています。

米国連邦決済（Fedwire）システムは、1日あたり2兆ドル以上の取引を処理します。しかし、この最高レベルの経済活動で蓄積された価値から利益を得ることができるのは、認可を受けた銀行のほんの一握りだけです。ビットコインブロックチェーンでは、誰でもコンピューティングに貢献することでビットコインの鼓動を維持でき、その見返りとして人々は経済的価値の一定の割合を受け取ります。ハッシュパワーはビットコインネットワークのセキュリティを確保し、ハッシュパワーの経済的価値は基本的にネットワーク上の経済行動によって左右されます。これは、ビットコインのパラダイムがエネルギーとデジタル化された情報を接続する橋です。これがコンピューティング能力の陰と陽です。

コンピューティングパワー資産クラス

私たちは、暗号通貨と引き換えにコンピューティングパワーを生成するすべての資産、およびマイニング収益をシミュレートする合成契約/金融商品をコンピューティングパワー資産と定義します。歴史は短いものの、この資産クラスへの投資はますます人気が高まっています。この需要を満たすために、多くの特別目的会社 (SPV)、垂直型採掘組織、採掘インフラストラクチャ/サービスプロバイダー、採掘に関連する金融契約が登場しました。この章では、さまざまな種類のハッシュレート資産の主な特徴、金融商品としての性質、および各市場ビークルが現在直面している課題について説明します。

鉱山機械市場

採掘される純粋なデジタル商品とは異なり、マイニングマシンの動作は、品質や場所などの物理的特性に大きく影響されます。コンピューティング能力の生成には、チップ設計、テープアウト、サプライチェーン、電力、マイニングマシンのメンテナンスなど、多くの外部要因が関係します。

新製品は通常、中国南西部の洪水シーズン前に鉱山労働者の関心を引くために発売され、新しい機械は発表されるとすぐに売り切れることが多い。マイニングマシンメーカーは、大規模なマイニングファームや販売業者の意向を集めて事前注文を決定し、マシンのごく一部だけがオンライン小売に使用されます。最新世代のマイニングマシンは通常、製品が発表されてから約 6 か月後に出荷されます。鉱山機械メーカーから新しい鉱山機械を購入することは、1980 年代以前に石油の定期供給契約を購入することに似ています。石油販売者は、将来の特定の日に特定の量の石油を購入者に引き渡すことに同意し、価格は石油販売者によって一方的に決定されます。

2018年以降、マイニングマシンメーカーは在庫管理にますます慎重になっています。マイニングマシンメーカーは注文が確定してまとめられた後にのみマイニングマシンの組み立てを開始するため、購入者は通常、物流時間である2〜3か月待つ必要があります。メーカーが一般にリリースするマシンは少数のみであるため、小売業者は通常、販売代理店を通じてプレミアムを支払ってマイニングマシンを購入することしかできません。販売代理店に在庫がある場合、購入者はできるだけ早くマイニングマシンを入手できるという利点があります。同じマイニングマシンの価格は、販売店の所在地や在庫状況によって大きく異なります。

出典: asicminervalue.com

中古のマイニングマシンの流通市場もかなり大きくなっています。中古のマイニングマシンの取引には豊富な経験が必要です。市場における情報は極めて非対称です。取引は通常ピアツーピアで行われ、売り手は買い手よりもマイニングマシンの品質をよく知っていることが多いです。中古のマイニングマシンは通常保証期間外であり、期待したハッシュレートを達成できないことも珍しくありません。言うまでもなく、一部の販売者は完全に詐欺師です。販売代理店や流通市場からマイニングマシン製品を購入する場合、評判の良い信頼できる販売代理店やチャネルを選択し、マイニングマシンの到着が遅れたり、期待した性能を満たさなかったりした場合にどのように補償するかを契約に明確に規定することが重要です。

マイニングマシン市場には流動性が欠けていることはよく知られています。マイニングマシンの一部のモデルは、稼働期間が長かったり、生産量が多かったりするため、中古市場で購入しやすくなります。採掘機械は商品です。異なるメーカーが製造した同様のパワーのマイニングマシンは、メーカーのウェブサイトではほぼ同じ単価が表示されている場合がありますが、二次市場ではすべてが需要と供給によって決まります。そのため、過去2年間でシェンマとカナンクリエイティブがビットメインの市場シェアを急速に侵食してきたにもかかわらず、2020年に入ってから現在に至るまで、マイニングマシンの二次市場での取引は依然としてビットメインのマイニングマシンが主流となっている。

出典: ルクソールマイニング

コンピューティングパワーの次元

マイニングマシンの価格に影響を与える要因は多数あります。このセクションでは、コンピューティング能力を推定するための簡単な近似モデルを構築し、基礎となる変数の変化にそれがどのように反応するかを説明します。

コンピューティング能力の価値は、ビットコインの価格、ネットワークのコンピューティング能力（基本的には難易度ですが、ほとんどのマイニングプールは期待値に基づいて支払いを計算するため、ハッシュレートは十分な代理指標となります）、および取引手数料の変化によって変動します。 Hashrateindexのマイニングマシンデータを使用すると、さまざまなマイニングマシンの過去の価格変動とこれらの変数との関係を比較できます。

データソース: Hashrateindex、Coinmetrics

Bitmain の S19 および Shenma M30 マイニングマシンは、市場に登場してからまだ日が浅いため、含まれていません。

当然のことながら、マイニングマシンの価格は単位マイニング収益に最も近い値を示します。しかし、これだけでは計算の実行に関連するコストを理解するのに役立ちません。今日の市場では、コンピューティング能力を評価するための最も一般的な指標は静的損益分岐日数（Chain News Note：中国では一般的にペイバック日数、静的損益分岐日数と呼ばれる）であり、中国のマイニング業界ではこの指標を特に重視しています。計算も簡単で直感的に理解できます。インプライドボラティリティがオプショントレーダーが評価を行うために使用する近似値であるのと同様に、回収日数はマイニングマシンの評価のための一般的な近似値となっています。

上記の式では、

Dは静的回収期間である
dは前払いの資本支出である
pはBTCの現在の価格です
Sは購入したデバイスのハッシュレートです
Hはネットワーク全体のハッシュレートです
m はコインベースの報酬で、現在は 6.25 BTC です。
nは現在ブロックあたりの平均取引手数料である。
kは採掘機械の効率（J/T）です。
rは総電気料金（$/KwH）です。

r (総電気代) 異なる値での S17 マイニングマシンの静的回収日数をバックテストします。

これは静的な計算であり、基礎となる変数の変化に応じてマイナーのオプションの値の変化を捉えるものではありません。この指標には、収益とコストという2 つの要素があります。マイニングに投資する前に、ほとんどのマイナーは（願わくば）そのコスト構造を理解しています。単位コストは、マイニングマシンの寿命にわたって固定されます (うまくいけば!)。一方、収入は次の 3 つのランダムウォーク変数によって決まります。

各変数に対する偏導関数を調べることで、回収期間指標の感度を調べることができます。これは、原資産の価格が変動したときにオプションの価値がどのように変化するかを測定するオプションデルタに似ています。結果の絶対値が高いほど、価格の変化に対する回収期間の反応が速くなります。価格変化に対する感度の計算式は次のとおりです。

上記の式を使用すると、この指標の BTC 価格に対する感度を推定できます。

グラフは、BTC の価格が上昇するにつれて、回収期間が価格変動に対してより敏感になることを示しています。 S9 マイナーの感度は他の 2 台のマシンよりも速く変化します。価格、ネットワークの計算能力、手数料は相互に関連していることに注意することが重要です。しかし、dH(p)/dp または df(p)/dp の明示的な関数が存在しない場合は、変数は互いに独立していると想定します。同じ分析は、ネットワーク全体の計算能力の変化にも適用できます。

ネットワークコンピューティング能力の変化に対する感度:

次に、ブロックあたりの平均手数料がさまざまなコインベース報酬にどの程度影響されるかを見てみましょう。ビットコインマイニングのブロック報酬が減少する予定であるため、取引手数料はマイニング収入源としてより重要な役割を果たすことになります。 S19 Proマイナーの感度は次のとおりです。

回収期間は、マイニングマシンのパフォーマンスを測定するためのシンプルで直感的な静的指標ですが、マイニングマシンの固有のオプション価値を排除するため、指標自体のボラティリティは大きくなります。コンピューティング能力のより厳密な評価モデルを作成するには、将来の不確実性を捉えるための多変量オプションとしてコンピューティング能力を考慮する必要があります。もう一つの方法は、さまざまな楽器を組み合わせて合成することです。これらの評価方法にはそれぞれ長所と短所があります。ハッシュレート市場のアーキテクチャに関する今後の記事でこれらのトレードオフについて説明し、それぞれのアプローチの背後にある数学を説明する予定です。さらに、ガンマ（2次微分、感度の感度）やシータ（時間減衰）など、他の「計算能力のギリシャ文字値」も紹介します。

合成計算パワー

財務評価の複雑さに加えて、採掘設備の購入と運用には多くの運用上の課題があります。小売バイヤーにとって、このプロセスは面倒すぎて管理が難しい場合があります。マイニングに参加するより簡単な方法は、クラウドマイニング契約を購入することです。クラウドマイニングは、マイニングマシンの将来の生産を現在の物理的な場所から切り離す、コンピューティングパワー派生製品の原始的な形式です。このセクションでは、合成ハッシュレートのさまざまなバリエーションを紹介します。

過去数年間で、数え切れないほどのクラウドマイニングプロジェクトが生まれ、そして静かに消えていきました。クラウドマイニングのジレンマは、大規模なマイナーにとっては独自にマイニングする方が利益が大きいため、市場が小売購入者に限定されていることです。ただし、これらのクラウドマイニング契約を評価するには、マイニング業界に関する広範な内部知識と、複雑なオプションの価格設定に関する専門知識が必要です。理論的には、クラウドマイニングの概念は資本市場の発展における次の自然なステップを表していますが、ほとんどのクラウドマイニングプロジェクトは、上記の理由により、現在「詐欺」と見なされています (実際、その多くは詐欺です)。

クラウドマイニング市場は未成熟でまだ小規模なセクターであるため、市場標準がまったく欠如しています。 HoneyLemon Marketは優れたクラウドマイニングデータコレクターです。ダッシュボードを使用すると、さまざまなクラウドマイニングプラットフォームの契約条件と価格がどの程度異なるかを確認できます。

現時点では、クラウドマイニング契約のほとんどは利益を生みません。生産コストに基づくプレミアムが組み込まれているため、クラウドマイニングは、非常に特定の市場でのみ収益性があります。一般的に言えば、暗号通貨の価格が長期間低迷した後（2019 年 4 月から 5 月など）、価格動向が自然な強気相場に反転し始めると、条件は整います。計算能力に対する需要が急増するでしょう。マイニングマシンの購入と設置には長い時間がかかるため、クラウドマイニング契約を購入することが、迅速にポジションを確立する方法となります。クラウドマイニングを通じて、投資家は取引所にまだ上場されていない新しいスタートアッププロジェクトにも投資できるようになります。あるいは、ハッカーはハッシュレートを借りて、小規模なネットワークに対して 51% 攻撃を実行することもできます。これはコンピューティングパワーダーウィニズムと呼ばれ、設計が不十分な PoW プロジェクトを排除します。

合成コンピューティングパワー資産のもう 1 つのタイプは、マイニングマシントークンです。これらは、マイニングマシンの資本の一部を表す流動性トークンです。トレーダーは、マイニングマシンによって生成されたコインに投資するのではなく、マイニングマシンの流通市場のボラティリティに賭けています。このコンセプトはしばらく前から存在していましたが、取引量はあまり伸びていません。これは主に、マイニング収益の多変量の性質により、投機家が「流動マイニングマシン」の価格設定について合意に達することが困難になるためです。

経験豊富なトレーダーは、合成コンピューティングパワー資産のポートフォリオを構築できます。たとえば、クラウドマイニング契約をロングすると同時に、暗号デリバティブ取引所 (FTX) の暗黙のハッシュレート先物契約をロングし、BTC スポット先物でショートポジションを追加することも可能です。金融商品を使用して鉱業ポートフォリオを構築する独創的な方法はさまざまあります。ハードウェアを所有して運用したくないファンドや取引機関にとって、これはマイニングへのエクスポージャーを得るためのより簡単な方法です。

資産構成の変化は次のとおりです。

変動の大きさに基づくと、価格と難易度が反対方向に動く場合、「ロングクラウドマイニング契約」が最も利益と損失を生み出す可能性が高くなります。

実際には、このようなポートフォリオを構築するのは非常に複雑な作業です。回収期間の感度分析に示されているように、鉱業指標の感度は市場の変化に応じて急速に変化する可能性があります。各商品のヘッジ比率は常に更新されます。管理には綿密な追跡と頻繁な調整も必要です。さらに、流動性の低さや価格設定の曖昧さなど、現実的には多くの制約があります。リスク計算を行う際、トレーダーはどこで摩擦が発生するか、どのような割引率を適用するかを正確に理解する必要があります。実際にマイニングを運用するのではなく、仮想化されたコンピューティングパワーポートフォリオを構築することで、投資家のマイニング運用リスクが追加の財務リスクに変換されます。

マイナーがリスクをヘッジするためのもう 1 つの新しい方法は、ハッシュパワーフォワードを利用することです。クラウドマイニングプラットフォームでコンピューティングパワーをレンタルするのと同様に、先物契約により、マイナーは一定期間内に一定量のコンピューティングパワーを一定価格で販売できます。クラウドマイニングとは異なり、通常は店頭取引として構成されており、カスタマイズの柔軟性が非常に高くなります。しかし、公的なベンチマークが存在しないため、先物契約市場においても確立された価格設定の枠組みが欠如しています。すべての取引は交渉となり、取引を実行する部門は必然的に何らかの市場リスクを負うことになります。最近の注目を集めた成功事例の一つは、デジタル資産金融サービス企業BitOodaとニューヨークを拠点とする大規模マイニング事業CoinMintとの取引である。

より多くの取引所/金融サービス組織がマイニングプールと垂直統合するにつれて、このようなタイプの取引はより頻繁に発生するようになります。マイニングプールはマイナーのトラフィックを集約する優れた手段でしたが、長年にわたりコモディティ化されたソフトウェアへと変化してきました。誰もがマイナーの取引量を獲得したいと考えています。取引所の強力な流動性準備により、マイナーからの取引フローを獲得するために、創造的で潜在的にリスクのある取引タイプを提供することができます。

マイナーは、常に一定の割合の計算能力を販売するなどのパラメータを設定して運用費用を固定し、相手方はその計算能力によって生成されたコインフローをマイニングプールから取得することができます。たとえば、マイナーは毎月初めに 30 日間、100Th/s の計算能力を事前販売できます。予想される難易度の増加と手数料の想定に基づいて、マイニングプールは 0.02 BTC の前払いを提案しました。マイナーは 1 か月間 100Th/s の計算能力をロックインし、これにより実際に生産リスクがマイニングプールに移ります。

数字はデモンストレーション目的のみ

Binance、OKEx、Huobiは、市場シェアを獲得するためにマイニングプール事業を積極的に拡大しています。他の大手取引所もこれに追随するか、既存のマイニングプール運営者とすぐに提携を結ぶと予想されます。取引所に加えて、いくつかの貸付機関や取引機関もこの側面を検討しています。PayPal Finance はEthereum マイニングプールを立ち上げており、 Three Arrows Capital はCoinIn マイニングプールを通じて構造化金融商品を発売する予定です。これまで、暗号通貨業界のさまざまな層は高度にサイロ化され、断片化されていました。長年の試行錯誤を経て、重要なインフラストラクチャ層はますます標準化され、コモディティ化されてきました。これらのスタンドアロンインフラストラクチャの一部のビジネスモデルは競争力がありません。そうなると、統合や垂直化は避けられなくなります。

ハッシュパワー投資ツール

鉱業への投資はフルタイムの仕事です。従来の投資家やベンチャーキャピタル企業のほとんどは、マイニングリグを稼働させたり、複雑な仮想化コンピューティングパワーポートフォリオを構築したりするための時間、リソース、専門知識を持っていません。彼らは通常、鉱業SPVまたは鉱業企業を通じて鉱業へのエクスポージャーを獲得します。

2019 年の初めには、 GPU を活用した過大評価されたプロジェクトの波が見られました。資金力のあるベンチャーキャピタル会社がグリンに数億ドルを投資したという噂が瞬く間に広まった。これにより、2018年第4四半期に悲惨な結末を迎えたGPUマイニングファームが復活し、波に乗ることができました。大規模なポジションを構築したいが、マイニングマシンを稼働させる人材や専門知識を持たない投資家は、最終的には資金をプールしてマイニング事業に投資することを選択します。 SPV マネージャーは投資家の初期投資金を使ってマイニングマシンを購入し、運用し、マイニング収益の一部も受け取ります。

大規模な BTC 事業では、マイニング企業への投資も一般的です。中には上場企業となった企業もあります。マイニング会社は毎日大量のコインを生産しています。したがって、マイニング会社はハードウェアオペレーターであると同時に流動性ファンドマネージャーでもあります。強力な資本を持つ多くの鉱業プロジェクトは、取引ポジションの管理が不十分なために失敗しました。悪名高い例の1つは、2018年にワシントンでビットコイン採掘の先駆者であるアメリカのGigaWattが破産申請したことだ。裁判所の文書によると、同社は破産宣告時に「資産は5万ドル未満、負債は1000万ドルから5000万ドルと見積もっていた」という。

事業者がキャッシュフローをどのように管理するかは重要な問題です。変化する市場状況に対応するための健全な販売戦略を策定することは、ファンド/会社の財務上の成功にとって非常に重要です。以下に、4 つの典型的な戦略のバックテスト結果を示します。

前提:

開始日: 2019年1月1日
評価日: 2020年7月1日
初期投資額: 1,000,000ドル
マイニングマシンの数: 4840 台の S9、各 206.6 ドルで購入。減価償却は 18 か月にわたって計算されます。
総ハッシュレート: 67,761 Th/s
総消費電力：6,389KW
平均電気料金: $0.04 / KwH

上記で示した 4 つの戦略は、BTC および USD ポジションの異なるリスク選好を表しています。別の市場環境では、最高の収益を生み出した戦略が最も収益性が低くなる可能性があることに注意してください。マイナーの中には、売却を余儀なくされるまで、市場の状況に関係なくコインを保有し続けることを好む人もいます。マネージャーの目的（BTC の蓄積または USD リターンの追求）に基づいて、戦略を適宜調整する必要があります。優秀なトレーダーを擁するマイニング会社は、利益を得るために高値で販売し、価格が生産コストを下回ったときに買い戻したり、住宅ローンやビットコイン先物などの金融商品を組み合わせてマイナスのリスクから身を守ったりすることもできます。このトピックについては、「ハッシュパワーの金融化とリスク管理」と題した今後の記事でさらに詳しく説明します。