jakiro
出典：Grayscale：Wuzhu、Bitchain Vision
まとめ
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ビットコインがグローバルなデジタル通貨システムとして機能する理由は、ビットコインマイニング：ブロックチェーンを更新し、個々のネットワークの経済的インセンティブを調整するために使用される競争プロセスです。今日、ビットコインマイニングネットワークのスケールは非常に大きく、秒あたりの「ハッシュ」を生成する速度は700兆個を超えています。[1]
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ビットコインマイナーは、新しいビットコインとオンライン取引手数料を発行することにより、収益を獲得します。また、資本機器、電気、その他の運用コストのコストを負担する必要があります。多くの鉱山労働者もバランスシートにビットコインを保持しており、より多くの鉱夫が人工知能（AI）および高性能コンピューティング（HPC）サービスの分野に多様化しています。
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Grayscaleの調査では、ビットコインマイニングは、世界の電力使用量のわずか0.2％を占めていると推定しています。ビットコインマイニングは、特にメタン排出などの分野での環境目標の達成を加速するのに役立つ可能性があります。
ビットコインは、2兆ドル相当の分散型のオープンコンピューターネットワークです。[2]この現代の奇跡は、ビットコインマイニングのために可能です。ネットワーク参加者は、ブロックチェーンに次のブロックを追加して報酬を受け取る権利を求めて競います。今日、ビットコインマイナーは信じられないほどのスケールを運営しており、実際のリソースをデジタルセキュリティに変えています。ビットコインブロックチェーンを保護するために使用されるコンピューティング能力は、デジタル「VACドア」です。自律コンピューターネットワークは、グローバルデジタル通貨システムのメカニズムとして使用できます。ビットコインマイニング施設の運営に必要な技術的専門知識、資本支出、および継続的な運用費用、および非常に競争力のあるビジネスは、ビットコインネットワークを分散化し、攻撃コストを維持するのに役立ちます。
公開された取引に投資するビットコインマイナーは、ブロック生産から収益を得ることができ、潜在的なネットワーク取引手数料からの潜在的な収益の増加が時間の経過とともに得られます。実際、ほとんどのリストされているビットコインマイナーはさまざまなビジネスモデルに続き、採掘されたビットコインをバランスシートに保持し、オープンマーケットでビットコインを購入することさえあります。また、ビットコインマイナーは、人工知能と高性能コンピューティング（HPC）のためにデータセンターの多様化と運用を開始しています。
現代の奇跡
技術的には複雑ですが、ビットコインマイニングのプロセスは概念的に簡単です。専門のコンピューターは乱数を推測するために競争し、最初に正しい数を推測するマシンは、ブロックチェーン（「マイニングブロック」）を更新する権利を獲得します。受賞者は、新しく発行されたビットコインと取引手数料（「ブロック報酬」）を受け取ります。[3]
このレースのショートカットはありません。たとえば、たとえば、適切な数をより速く見つけるのに役立つアルゴリズムはありません。このプロセスは、機会のゲームと見ることができます。鉱夫は、必要な数が現れるまでファセットのサイコロを転がすように、正しい解決策が見つかるまで推測し続けました。したがって、勝つ確率は、鉱夫が1秒あたりにできる推測数（「ローリングダイス」）の数の関数です。最も多くのマシンおよび/または最も効率的なマシンを備えたオペレーターは、最も推測を行い、ブロックの報酬を受け取る可能性が高いでしょう。
技術的な観点からは、勝利の結果は乱数だけでなく、他のデータと数を組み合わせた「ハッシュ」です。コンピューターサイエンスでは、ハッシュ関数は、任意のデータをハッシュ値と呼ばれる一連の文字および/または数値に変換する数学的操作です。たとえば、ビットコインネットワークで同じハッシュ関数を使用すると、「ビットコイン」という単語のハッシュ値は次のとおりです。
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したがって、ビットコインマイナーの目標は、ハッシュをすばやく生成することです。乱数を推測し、ハッシュ（乱数を他のデータと組み合わせる）を計算し、それが正しいかどうかを確認します。
今日、推定500万から600万のビットコインマイニングマシン[4]は、驚くべきスケールでハッシュ値を生成します（図1）。過去90日間で、ビットコインマイナーは平均765 ahash（eh/s）でハッシュ値を生成しました。[5] Ahashは1兆（10^18）ハッシュ値に等しくなります。したがって、簡単に言えば、ビットコインマイナーは平均して1秒あたりの乱数を推測し、ハッシュ値を7億回以上計算します。この数を文脈に置くために、地球には約7.5兆粒の砂と10兆個の生きた昆虫があると推定されています。[6]
図1：ビットコインマイナー大量生産ハッシュ値
これらすべてのハッシュを生成するのは高価です – それがポイントです。報酬を求めて競争するために、鉱業オペレーターは専用の機械やその他のハードウェアを購入し、継続的な電力とメンテナンスのコストを支払う必要があります。したがって、正しいハッシュを生成することにより、鉱夫は「仕事の証明」を提供します。経済的資源の証拠を提供し、ブロックチェーンを更新するために彼らを信頼することができます。
ビットコインを攻撃するということは、既存のビットコイン鉱業を破壊することを意味します。理論的には、悪意のあるアクターがネットワークハッシュレートの51％を制御し、ほとんどのブロックをマイニングする場合、ネットワークを破ることができます（たとえば、ビットコインの二重支払いまたは特定のトランザクションの検閲）。論文では、研究者は、ビットコインネットワークに対する1時間ごとの51％の攻撃のコストが、2024年2月の時点で50億ドルから200億ドルに達すると推定しています（攻撃者がマイニングマシンを獲得する方法に応じて）。[7]実際、これらのリソースを費やす経済的インセンティブはありません。いずれにしても、ネットワークには採掘以外の他の防御メカニズムがあります。[8]
ビットコインマイニングビジネス
ビットコインマイナーは、新しいブロックをマイニングするための報酬と等しいものであり、マシンの実行とハッシュ値を生成するための電力コスト（およびメンテナンス、マイニングプールコストなどの他の運用コストの可能性）の支払いも必要です。したがって、ビットコインマイナーの目標は、可能な限り低コストで毎秒最もハッシュ値を生成することです。
2024年、鉱夫は合計約230,000のビットコインを作成しました。[9]これは2014年よりも約19倍高く、CAGRは34％です（図2）。新しく発行されたビットコインの速度は4年ごとに低下し、ビットコインハービングとして知られるイベントです。ビットコインの発行が減少していますが、ビットコイン価格が米ドルの価格を評価しているため、採掘収益は時間とともに増加しています。将来、採掘収益の増加は、ビットコインの価格の上昇やオンライン取引手数料の増加によるものかもしれません。
図2：ビットコインマイニング収益は時間とともに増加します
鉱山労働者は、主に機械の走行に必要な電力の形で、運用費用を負担します。[10]各オペレーターは、世界中で大きく異なる独自の電力購入契約を交渉しています。ヒューリスティック分析のために、仮想電力コストを使用して他のコストを無視することにより、ビットコインマイナーの全体的な経済状況の単純化された画像を作成できます。たとえば、チャート3では、ビットコインマイナーの収入と、総電力コストの推定値が1キロワット時（kWh）0.05ドルを比較しています。収入と電力コストの違いは、鉱山労働者の営業マージンの単純化された尺度と見なすことができます。ブロック報酬のドル価値が増加すると、鉱夫は利益を得て、生産ハッシュのドル価格が上昇すると、鉱夫は苦しみます。
図3：マイナーの操作マージンは、ブロックの報酬と電力コストの違いを反映しています
世界中の鉱山労働者が直面する電力コストの違いを考えると、メガワット時（MWH）あたりの鉱山労働者の収入など、特定の電力消費量に対して獲得されたより直感的な尺度は、より直感的な尺度である可能性があります。鉱業業界の参加者は、多くの場合、密接に関連する概念「ハッシュ価格」に言及しています。これは、ネットワークハッシュレートに対する毎日の鉱夫収入の比率として計算されます。概念は非常に似ていますが、ハッシュ価格は鉱山労働者が効率を改善するにつれて低下する傾向があります。したがって、電力消費量に比べて鉱山所得の割合は、鉱山経済の変化をより正確に反映している可能性があります。図4は、ビットコインマイナーのメガワット時の1日あたりの1日の収入を示しています。この推定値は、2024年の半分の中で大きな変動にもかかわらず、過去2年間で大幅に安定しています。
図4：メガワット時あたりの鉱山労働者の収入は、過去2年間安定したままでした
ビットコインマイナーに投資します
株式公開鉱山労働者の株式への投資は、株式市場ツールを通じてビットコイン経済にさらされる可能性があります。ビットコインマイナーのビジネスモデルはますます多様化する可能性がありますが、すべての鉱夫はハッシュ値、マイニングブロック、およびブロックの報酬を獲得するコアビジネスに関与しています。電力コスト、非パワーの営業費用、その他の要因の違い[11]のため、各マイナーは異なる効果的な価格でブロック報酬を受け取ります。2024年の第3四半期には、最大の公開鉱山労働者によるビットコインの生産コストの平均コストは34,000ドルから59,000ドルでした（図5）。比較すると、この四半期のビットコインの平均価格は61,000ドルでした。
図5：鉱夫が異なると、生産コストが異なります
ビットコインマイナーは、さまざまな方法でバランスシートにビットコインを保持しています。一部の鉱夫はすぐにブロックの報酬をクリアし、一部の鉱夫はブロック報酬を保持し、一部の鉱夫はオープンマーケットで追加のビットコインを購入することさえあります。確かに、バランスシートポリシーの違いは、ビットコインの価格が変更されたときに、リストされた鉱夫の相対的な財務パフォーマンスに大きな影響を与える可能性があります（図6）。そうは言っても、多くの要因が個々の鉱山労働者のリスクプロファイルに影響を与え、比較的高いビットコインの貸借対照表保持を持つ鉱山労働者は、報酬を明らかにする鉱夫よりも必ずしもリスクがありません。
図6：一部の鉱夫はバランスシートにビットコインを保持しています
最近、ビットコインマイナーは、データセンターインフラストラクチャの需要が急速に成長した人工知能および高性能コンピューティング（HPC）サービスの他の領域に入り始めました。たとえば、ゴールドマンサックスの調査[12]は、データセンター（暗号通貨を除く）での電力需要が2023年から2030年の間に160％増加する可能性があると推定しています。ビットコインマイナーは、低コストの電力および関連インフラストラクチャへのアクセスを獲得したため、AI/HPコンピューティング市場の供給において競争上の利点がある場合があります。2024年初頭、市場価値により3番目に大きい鉱山労働者であるCore Scientificは、専用のAIインフラサービスプロバイダーCoreWeaveとの長期契約を発表しました。[13] 2024年6月にコアサイエンティフィック/コアウィーブ契約の発表以来、他のいくつかのリストされた鉱夫がAI/高性能コンピューティングフィールドに進出するための措置を講じています。
ビットコインマイニングと持続可能性
ビットコインマイニングは、分散型デジタルセキュリティを作成するために、実際の経済的リソース（パワー）を消費します。デジタル通貨システムとしてのビットコインの成功は、採掘が現在多くの電力を消費することを意味します。ビットコインは、クリーンエネルギー資源のかなりの部分を使用したユニークなエネルギー消費者であり、グレースケールの研究は、それが時間の経過とともにグリーンエネルギーの移行にプラスの貢献をすることができると考えています。
Coin MetricsのMine-Matchアルゴリズムのデータを使用して、ビットコインネットワークが過去12か月で約175テラワット時間（TWH）で電力を消費したと推定しています。[14]これは、ケンブリッジ代替金融センターの推定値に匹敵します（図7）。2023年のデータ（最新の利用可能な年）によると、ビットコインのエネルギー消費は、世界の総電力消費量の0.2％を占めています（送信中の電力損失を考慮して）。[15]ケンブリッジオルタナティブファイナンシャルセンターのデータによると、データセンターは年間約200 TWHの電力を消費しており、予測はAIモデルの使用によりデータセンターのエネルギー消費量が増加する可能性があることを示しています。[16]
図7：ビットコインマイニングはデジタルセキュリティを作成するために力を消費します
典型的な住宅または商業ユーザーと比較して、ビットコインはユニークなエネルギー消費者です。ビットコインマイニングは、モジュール性と移植性、場所に依存しない、中断可能で、電気価格の変化に非常に敏感であることが特徴です。したがって、鉱山労働者はしばしば、クリーンエネルギー資源が安い場所で動作することができます。ビットコイン鉱業が使用する電力の約50％〜60％が持続可能なエネルギー（原子力エネルギーを含む）に由来すると推定されています。[17]米国と世界全体では、持続可能な発電のシェアは約40％です。[18] 2023年（最新の利用可能年）のデータを使用し、ビットコインの電力消費の持続可能なシェアが50％〜60％であると仮定すると、ビットコインマイニングが世界の電力関連二酸化炭素排出量の0.2％を占めると推定しています。[19]
グレースケールの研究はそれを信じていますビットコインマイニングは、今後数年間の再生可能エネルギー生産の採用を加速するのに役立ちます。ビットコインマイニングは、そのユニークな属性により、特に主要な人気センターに送信されない場合、再生可能エネルギーインフラの開発への投資を促進します。ビットコインマイニングは、グリッドの需要の安定化にも役立ちます– 他のグリッドの需要は、消費パターンと天候によって変動します – テキサス電力信頼性委員会（ERCOT）システムがそうであるように。[20]さらに、持続可能なビットコインプロトコルのようなスタートアップは、クリーンエネルギーの使用を奨励し、メタン排出を削減するための報酬の取り組みを奨励するための市場ベースのメカニズムを作成しました。メタンの排出に対処することは、ビットコインマイナーが環境目標に貢献する特に重要な方法です。メタンは、燃焼オイルによって生成された燃焼ガスまたは天然ガスから放出されます。Crusoe Energyのような企業は、過剰なガスを解放するのではなく、過剰なガスを捕獲する方法を開発し、電力と電力のビットコインマイナーに変換しました。
テクノロジーの使用の成長は、デジタル資産、人工知能、その他の産業など、今後数年間で電力生産に対する大きな需要を生み出します。グレイスケールはそれを信じていますビットコインは、グローバルなパワーインフラストラクチャの機能を健康的に支援し、他の多くの産業と比較して、ビットコインには再生可能エネルギーへの移行を加速するための独自の利点があります。
コメント
[1]出典：コインメトリック。2025年1月31日現在のデータ。
[2]出典：コインメトリック。2025年1月31日現在のデータ。
[3]この数値は「nonce」（1回だけ使用される数字）と呼ばれ、純粋にランダムではありません。たとえば、「The Mystery of Bitcoin Nonce Model」、Bitmex Research、2019を参照してください。
[4]出典：Grayscale Researchは、報告されたネットワークハッシュレートと鉱夫の平均生産性の推定に基づいて計算されます。後者の場合、Coin Metricsの鉱山マッチデータと、異なるハッシュ価格と電力価格の下での個々の鉱山労働者の収益性の分析に基づいて、125 Th/sの中央推定値を使用します。
[5]出典：コインメトリック。2025年1月31日現在のデータ。
[6]出典：「地球上の砂の数または空の星の数？」、NPR、2012年9月、スミソニアン社会。
[7] Nuzzi、Waters、およびAndrade、「Breaking Bft：2024年2月15日。
[8]たとえば、「ビットコインのコンセンサスの分析：プロトコルのアップグレードのリスク」、Ren Crypto Fish、Steve Lee、およびLyn Alden、2024年11月を参照してください。
[9]出典：コインメトリック。
[10]いつでも実行されているさまざまな種類のマイニングマシンがあります。データプロバイダーのCoin Metricsは、ネットワークにハッシュレートを積極的に寄与するタイプのマシンを特定するテクノロジーを開発しました。このデータを使用して、電力消費とネットワーク上のアクティブマシンの数を推定します。
[11]たとえば、鉱夫はプール費用などの他の費用を負担する場合があり、収入は特定のブロックの経費収入によって異なる場合があります。
[12]出典：「世代間の成長 – 人工知能/データセンターの世界的な力が上昇し、持続可能性への影響」、ゴールドマン・サックス、2024年4月30日。
[13]出典：「コアサイエンティフィックは、2024年6月4日、ブロック、推定総収益が35億ドルのAI企業との12年間の合意に署名しています」。
[14] 2025年1月31日に終了した365日以内に、この方法は177.8 TWHの年間消費電力を意味します。
[15]出典：Energy Institute World Energy Statistics ReviewおよびCambridge Alternative Financial Centerのデータに基づくGrayscale計算。
[16]出典：ケンブリッジオルタナティブファイナンシャルセンター。
[17]出典：たとえば、ダニエル・バッテンのビットコインエネルギーと排出の持続可能性追跡と「ビットコイン鉱業委員会の調査は、2019年8月2023年2023年にビットコインマイニング委員会を年々保持可能な電力と技術効率を確認する」を参照してください。
[18]出典：Energy Institute World Energy Statistical Reviewのデータに基づくGrayscale計算。
[19]出典：Energy Institute World Energy Statistic Leviewのデータに基づくGrayscale計算。
[20]出典：米国エネルギー情報局。
