谢丹:矿机的数学博弈论 如何实现帕累托最优

加密货币的挖矿是一个新兴的行业,其产业链短、技术立足的特点使得矿机定价是一个很奇妙的博弈:定价高了,矿机商卖不出去;定价低了,矿场赚了大部分钱。其实矿场中矿机本身的运营,也是需要数学博弈论在后面支撑的。

挖矿主要的数学模型关注的就是几个:币价、算力、算力功耗。在这里,我们举一个最简单的案例来说明:假设不考虑币价涨跌,某矿币每日产出是100万元,A目前全部挖矿算力为10T,每T功耗为5万元。假设A没有对手,那么A产出100万,电力成本50万,从而有50万的利润。

这时,出现了新的矿场B,其矿机的每T功耗为只有A的一半,也就是每T为2.5万元。B手上也有10T的算力。B加入后,对挖矿市场的分配就是一个巨大的变动。

Uniswap创始人推出名为UniswapX的新开源协议:金色财经报道,Uniswap创始Hayden Adams推出了一种名为UniswapX的新开源协议,该协议将聚合去中心化交易池的流动性。根据官方博客文章,Uniswap发布的该协议将使用户能够通过汇集流动性来源来找到最佳交易价格。该聚合器服务已作为可选测试版功能在Uniswap Labs的以太坊前端平台上推出。[2023/7/18 11:00:26]

现在全矿场共20T算力,每日产出还是100万。B属于后进来者,而且功耗领先。B 10T的每日产出为50万,而成本为25万,从而每日有25万的利润。但A就是只有50万产出了,而成本也为50万,从而利润为0。

数据:9小时前某地址转入350万枚LDO并卖出50万枚:金色财经报道,据Lookonchain监测,9个小时前,LDO价格从1.24美元涨至1.42美元时,某地址转入350万枚LDO并卖出50万枚(约68.5万美元),平均售价约1.37美元。[2023/1/5 9:54:15]

当然,真实的情形下,A会降低自己的产能,那么降到多少呢?这个很容易计算,A假设算力为x ,全网算力就是10+X,所以A的收入是100*X/(10+x),其成本为 5X,所以利润为 100X/(10+X) - 5X。A的最优解,我们可以进行微积分求导,解的结果为

X=10*(√2 -1) = 4.1 T。当然更直接的办法是拉一个excel表。

Tribe DAO通过TIP-121a提案,开始整合PCV中的资产:8月29日消息,Tribe DAO通过了TIP-121a提案的链上投票,开始整合协议拥有的资产,将WETH、LUSD等兑换为DAI。

本次投票是Fei Labs提出的TIP-121提案的第一部分,TIP-121包括整合资产、赔偿Fuse黑客攻击的损失、最终赎回三个部分。在完成前两项工作后,FEI将1:1赎回为DAI,而TRIBE可以按比例赎回PCV中的剩余资产。当所有工作完成后,也意味着Tribe DAO的彻底解散。[2022/8/29 12:55:22]

Axie Infinity将于7月推出Origin第二阶段:6月14日消息,Axie Infinity宣布将于7月份推出Origin第二阶段。在第二阶段中,冒险模式将完全重置,所有进度将被删除,玩家可以再次击败并获得奖励。

另外,MMR和排行榜也将被重置,部分AXS奖励将在此阶段结束时分配给排名前位的玩家。第二阶段结束后,Axie Infinity将从V2中移除SLP奖励,并将SLP奖励移至Origin。[2022/6/14 4:26:41]

而这个时候B的收益为 100* 10 /14.14 -2.5*10 = 45.72。

而且B收益微积分求导后,是单向的,也就是10T才是最大收益。

按照博弈论的说法,这就是达到了纳什均衡,A与B两者单独变化都会对自己不利,这是一个稳定的解。

案例1,第一层,纳什平衡下,A 收益从25万到了45.72 万;B 收益从0到了 8.6万。

上面这个案例只有一个能变的参数,就是算力。我们假设再引入一个技术优化变量:降电压降低算力功耗。某些矿机上存在降电压的可能,也就是降低算力,可以降低算力功耗。我们先假设一个最简单的降低电压模型,就是算力是功耗的平方关系。

从而上面A的另外一个选择,就是把10T的电压降下来,比如从1v 降低到0.7v,此时算力功耗基本可以降低一半,也达到每2.5万/T 的功耗,但是机器算力则从10T下降到1/4,变为 2.5T 。

在这样的假设下,A和B的最优点都是满载,从而A收入:

2.5*100 /12.5 - 2.5*2.5 = 13.75 优于原来 8.6 万。

B的收入为:

10 *100 /12.5 -25 = 55  也优于原来的45.72万

降电压是一个技术,也就是说我们通过技术改进,实现了帕累托优化。

案例2,第二层 ,通过技术改进,实现了A 收益 55万,B实现收益 13.75万。

纳什均衡是一种非合作的博弈论,其实还有合作模式的博弈论。

在上面两个案例,都是非合作博弈,A如果具备降电压技术,可以收益13.75万,如果不具备降电压技术,只能收获 8.6万,这是60% 的利润差。

案例3,这种情形下,AB矿场可以进行合作模式,这多半是授权模式,在AB关系好,能合作,则B有偿转移降电压技术给A(比如收取算力5%),从而B 收益在 25* 0.95/1.25  - 2.5*2.5 = 12.75万 ,A收益在 55 + 1 = 56 万。

在案例3 之上,还有一种更优的合作模式:

案例4:就是A的矿机有出租或者出售模式,B 直接购买A的矿机,然后关掉A的机器,从而维持 10T 的总算力不变。

案例1中,B依然收益 依然是8.6万,A的收益则为 100-25-8.6 = 66.4 增长了45%的收益。

案例2中,B依然是13.75万,A的收益为 100-25 -13.75 = 61.25 增长了 11.4%

这就是第三层,通过商业合作,实现更高收益。

从小小的一个矿机案例,我们可以看到博弈论的经济学体现:纳什均衡-》技术的帕累托优化-》商业分工与合作。

在更加真实的商业环境下,币价时刻在起伏,除了AB这样大矿场主,一般还有C、D、E的小矿场主,有的矿场有电费优势(等价于功耗低),有的矿场有运营技术优势(能固件降电压),有的矿场能更快拿到算力(市场优势),有的矿场有资金优势。但是,在不合作的纳什均衡与最优合作的帕累托最优有着显著的差异。而要让整个行业实现帕累托最优,就需要一个有公信力与中立地位的矿业联盟了。

作者:芯脉微电子CEO 谢丹

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