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研究 | 矿工抵押多少FIL才能实现盈利？
作者：Tony
来源：IPFS原力区
笔者之前在某频道看到过一个恐慌市场的分析，其观点是： 假若官方设定冻结期20天、线性释放期为180天的话，32G算力需要抵押40个Fil。如此折算的话，1T算力就需要抵押1028个Fil， 参考目前二级市场Fil6大概估算Fil单价为100元，就是1T算力需要后期质押12.8万元？或者说2000元左右前期投资（1T算力的价格）需要12.8万来加注抵押？对此，笔者有不同的看法，特写此本文来论证下观点。
本文会结合上周原力研究系列 《太空竞赛前，不得不读的干货》 一文概念进行深入分析，请结合上周研报阅读会更加容易理解。
结合上次还参与考虑的网络基线供应部分，本文会解决：
- 假如在3个月（90天）达到1EB全网算力，早期抵押成本多少？
- 是否需要加注？
- 什么时候可以实现盈利？
- 年收益会怎么样及如何实现最大化？
在满足拟定初始全网算力为100PB的初始值、每日保持10PB增长算力增长、10倍相较于测试网2.0的难度、结合拟定冻结期为20天、线性释放期为180天前提下，总抵押Fil约为3.4枚左右，第三季度开始回本并实现收益，年收益约168.40%。为了满足官方拟定基线标准的次年200%增长率，90天后以每日7.5PB增长较为适合，该年增奖率为177.16%，较每日10PB增长算力多8.77%收益。
以下是分析过程，为提高论证过程，省去了很多计算步骤。首先我们先开始算投资者、基金会和开发团队每日的释放量。
一、投资者、基金会和开放团队日释放量
由官方通证白皮书可得：
- Filecoin的代币为FIL，总量20亿枚，还有投资者剩余的0.35亿暂未披露如何释放
- 矿工奖励：14亿枚（70%，挖矿获取）
- 开发团队：3亿枚（15%，6年线性释放）
- 投资者：1.65亿枚（官方最新更新数据），根据折扣不同释放周期不同；分别有：6个月（0%），1年（7.5%），2年（15%），3年（20%）
- 基金会：1亿枚为（5%，6年线性释放）
（图一）开发团队、基金会、投资者每日释放量，来源：IPFS原力区，2020-08-10
开发团队和基金会都为6年线性释放，暂时未知具体释放细则，暂定以平均每天均等释放，分别每天释放13.69863万枚和4.5662万枚；投资者披露数据有所调整，以1.639亿枚为准，因为具体投资者分布也不清楚，也以平均每天均等释放，每天释放15.0684万枚。总之，我们可以大致预 测投资者、基金会和开放团队日总释放量为13.69863万枚+4.5662万枚+15.0684万枚=33.33万枚。
那么我们接下来要求的是 每日挖矿供应量和全网总算力，在求每日挖矿供应量前我们要带入阶段基线供应部分的考虑。
二、90天全网算力爆发涨到1EB的设想：90天内，我们还需要注资抵押？
1）全网算力增长拟定：初始全网算力为100PB，日算力增长为10PB
设定初始全网算力为100PB，每日10PB左右幅度增长，大概90天（3个月）达到1EB的全网算力基线标准，那么每日算力为100+10×T（T为天数）；同时检验100PB为初始值:折合对比之前测试网2.0基线标准1PB，以及主网上线未来设定为1EB，难度放大1000倍，因为初始值设定为100PB，实际释放难度放大为10倍数， 折合交汇曲线将近90天左右，说明了两者到90天附近日供应量相近，可以完成正常的衰变转化。 因此，设定100PB初始值设定、10PB日增长也是满足90日累计增长到1EB。
（图二）初始值为100PB、释放量难度放大10倍与理论70%释放供应量交汇图，Y=（0.0115T2+0.1559T+0.4281）×2880和Y日=70%×443037*0.999685T，来源：IPFS原力区，2020-08-10
2）未达1EB，网络基线供应量？
全网算力未达到1EB网络基线供应量。 在此之前，我们要先核算出在未达到1EB时，网络基线供应部分如何供应？因为官方还未给出明确算法，我们根据胡飞瞳 《Filecoin经济模型–区块奖励的设计》 测试网爆块的情况进行描点、回归预测一个大致的供给规律。
因为测试网2.0阶段设置基线为1PB，而主网上线暂设置为1EB，难度为1024倍，经过测算、市场规模以及测试网络可能算力增长积极性并未那么强，我们拟定大前提是： 3个月（90天）全网算力达到1EB、初始全网算力100PB、每日增长10PB。以此为前提，1EB的网络基线情况下，那么挖矿难度大概为测试网2.0阶段10倍左右。
（图三），网络基线回归增长，来源：IPFS原力区，2020-08-10
结合上面大前提，主网基线供应为测试网2.0阶段难度的10倍，网络基线以下部分供应增长的规律，进行线性回归、对数回归、指数回归、多项式回归和乘幂回归，得出多项式回归最为贴切网络基线供应增长趋势（数学规律：R²越接近1，拟合程度越好,偏差越小），为Y=0.0115T2+0.1559T+0.4281（R² = 0.9753），其中T为天数(横轴)，Y为当天单个区块爆块的数量。
即是在全网算力小于1EB的情况下，网络基线供应单个区块奖励Y约为0.0115T2+0.1559T+0.4281（T为天数），该天的总供应大致可以得出Y×2880=（0.0115T2+0.1559T+0.4281）×2880（2880为每天区块链数量），图二进行检验的也是该公式。
3）90天全网总抵押多少？单T抵押多少？
回顾上篇文章，我们都知道Fil全网总质押=实际流通Fil×（算力质押配比+存储质押配比）=实际流通Fil×35%=（简单供应部分+网络基线供应部分+投资者、基金会和开放团队总释放量+425万太空奖励）×35%，那么单T算力抵押Fil则约为Fil全网总质押/全网总算力。
假如冻结期为20天，线性释放期为180天，结合上次《太空竞赛前，不得不读的干货》关于简单供应部分的算法，在网络基线以下，折算第T天网络基线供应部分Fil实际流通为
代入Fil全网总质押=实际流通Fil×（算力质押配比+存储质押配比）=实际流通Fil×35%=（简单供应部分+网络基线供应部分+投资者、基金会和开放团队总释放量+425万太空奖励）×35%=12075728.5932137枚Fil（1207.57万），那么
4）首日抵押成本多少？
在此之前我们还要在流通Fil加上太空竞赛中释放425万枚Fil，该部分为6个月线性释放，则每日释放2.3611万枚，投资者、基金会和开放团队日释放量为33.3333万枚，抵押率为35%，结合以上算力增长拟定首天全网算力为110PB，为（4250000/180+333333.333333333）×35%/110/1024=1.10911359690656枚Fil。假如以上算力增长以及日释放拟定成立的话，首日大概每T需要抵押1.109枚Fil。
那么有细心的朋友会问，因为第一天的抵押Fil为1.109枚Fil，到了第90天却达到了将近11.48613枚Fil，我到底需不需要加注？接下来，我们算一下该90天的收益。
5）单T算力90天的总收益：8.04809枚Fil
每天挖矿部分包含简单供应部分和网络基线部分，根据每天总释放量对应当天的算力折合挖矿收益的累加，结合以上公式可以到处第T天挖矿总收益为
代入T=90,则90天单T总收益为8.04809枚Fil（从第一天开始）。所以一旦90天满足了1EB的全网算力，加上最开始抵押的1.109枚Fil，要需要加持2.359枚Fil来补足达成必须抵押的11.516枚Fil。
三、第90-180天开始实现收益，最终年收益为167.98%
1）一旦全网算力达到1EB网络基线供应量以上，即会回归正常的衰变。
根据《Filecoin经济模型–区块奖励的设计》提到：一旦网络达到网络基线的全网算力标准，就正式开启了稳定衰减模式，所以后续挖矿的日供应可以用正常的衰变规则，即是每天全网挖出Fil的速度约等于V日=30%×443037*0.999685n（ 《太空竞赛前，不得不读的干货》 有提及）。
所以对于90天以后的网络基线日供应量（恢复稳定的衰退），因为实际网络情况部分难以计算，暂定以基线网络与自然衰退一样，则简单供应部分+网络基线部分为V日=30%×443037*0.999685n。
2）日增长10PB：单T算力收益趋势表
那么何时开始实现回本以及盈利？笔者按照每日10PB的算力增长算出了180天、270天和一年的抵押成本以及收益（包含冻结期20天，线性释放期180天）。
（图四），单T收益趋势表，来源：IPFS原力区，2020-08-10
结合以上综合公式算出结果后，可看出：
- 早期投资枚T算力第一天需要质押成本大概1.1枚Fil
- 90天期间暂未实现盈收，需要继续加注，累计折合共抵押3.4枚Fil
- 从90-180天阶段开始实现盈利，可提取利润大概19.1枚Fil，折合Fil单价为100元/枚，购买算力成本大概2000元，将近实现算力成本回本
- 270天、365天利润核算，折合Fil单价为100元/枚，每T算力投资收益分别为94.19%和167.98%（以1T算力成本+3.4枚Fil抵押成本）
同时笔者还提出另外一种设想，早期为了达到网络基线标准增长，获得更多网络奖励可能会快速增长，然后达到1EB后（90天后）网络还是保持每日10PB的增长速度？其实笔者觉得只要之后每日保持7.5PB就可以在年底保证增长为3EB，刚好可以满足官网设定的第二年200%基线标准增长的指标，即是3EB。那么假如再90天之后每日7.5PB增长会怎么样？与每日10PB增长有什么区别？
（图五），每日10PB和7.5PB算力增长单T算力收益趋势表，来源：IPFS原力区，2020-08-10
由以上数据可以看出：
- 第二、三个季度上，每日增加10PB和每日增加7.5PB的单T总收益差不多，只是后者抵押数量相对而言均摊抵押数量多了，导致前者可提取利润相对多一点
- 在第四个季度开始，每日增加7.5PB的单T收益上会逐步比每日增加10PB的高。主要是均分在每T的数量上的多了
- 随着第二年开始，假如暂不考虑第三年的情况，持续每日增加7.5PB的单T总收益会比每日增加10PB的收益多。首年每日增加7.5PB收益为177.02%，较后者多9.04%收益，更为有利于早期参与者获益
若90天达到1EB全网算力基线后，按理论来讲，增长减慢有利于矿工更有利于瓜分Fil奖励，但是为了满足官方拟定基线标准的次年200%增长率，折中以每日7.5PB增长较为适合，该年增奖率为177.02%，较每日10PB增长算力多9.04%收益。
四、后续猜想
上面已经折算出全网算力达到1EB后，每日算力增长过大会造成一个收益的分散，那么全网算力初始值大小会对抵押以及收益造成如何的影响？以及销毁机制的介入、市场任务抵押、Gas的介入又会如何？后续我们慢慢聊。
P.s.本文模型是建立在一定的设想之上，不一定满足市场真实情况，仅供用户参考
／End.
