[論文レビュー] Pricing ASICs for Cryptocurrency Mining

Aviv Yaish, Aviv Zohar|arXiv (Cornell University)|Feb 18, 2020

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 21被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、暗号通貨のASICマイニングハードウェアを正しく評価するための金融オプションベースのモデルを提案し、為替レートのボラティリティを無視することでマイナーが過剰に支払っていることを示している。ASICを電力をトークンに変換するためのオプションのバンドルとしてモデル化することで、アービタージュを排除する公正な価格を導出し、歴史的にも債券とトークンのポートフォリオを模倣することで実際のマイニングハードウェアを上回っていることを実証している。

ABSTRACT

Cryptocurrencies that are based on Proof-of-Work (PoW) often rely on special purpose hardware to perform so-called mining operations that secure the system, with miners receiving freshly minted tokens as a reward for their work. A notable example of such a cryptocurrency is Bitcoin, which is primarily mined using application specific integrated circuit (ASIC) based machines. Due to the supposed profitability of cryptocurrency mining, such hardware has been in great demand in recent years, in-spite of high associated costs like electricity. In this work, we show that because mining rewards are given in the mined cryptocurrency, while expenses are usually paid in some fiat currency such as the United States Dollar (USD), cryptocurrency mining is in fact a bundle of financial options. When exercised, each option converts electricity to tokens. We provide a method of pricing mining hardware based on this insight, and prove that any other price creates arbitrage. Our method shows that contrary to the popular belief that mining hardware is worth less if the cryptocurrency is highly volatile, the opposite effect is true: volatility increases value. Thus, if a coin's volatility decreases, some miners may leave, affecting security. We compare the prices produced by our method to prices obtained from popular tools currently used by miners and show that the latter only consider the expected returns from mining, while neglecting to account for the inherent risk in mining, which is due to the high exchange-rate volatility of cryptocurrencies. Finally, we show that the returns made from mining can be imitated by trading in bonds and coins, and create such imitating investment portfolios. Historically, realized revenues of these portfolios have outperformed mining, showing that indeed hardware is mispriced.

研究の動機と目的

• 暗号通貨マイニング用ASICの誤った価格設定を是正すること。現在の単純な期待リターンモデル（例：'hashprice'）は為替レートのボラティリティを無視しており、不適切である。
• 変動する暗号通貨価格に伴うリスクを考慮に入れた、きめ細やかな経済的モデルを構築すること。
• オプションプライシング理論を用いて、ASICの価格がオプションプライシングから導かれる価格以外である場合、アービタージュ機会が生じることを証明し、正しい市場価格を確立すること。
• 債券とトークンのポートフォリオを構築し、ASICのリターンを再現するが、コストが低いものを作成することで、物理的ハードウェアの価格誤差を実証すること。

提案手法

• 電力を将来的に異なる時期にマイニングされた暗号通貨に変換できるオプションのバンドルとしてマイニングハードウェアをモデル化する。
• 金融理論におけるリスク中立的価格付けを用い、市場金利、電力コスト、トークン価格のボラティリティに基づいてASICの公正価格を導出する。
• 暗号通貨為替レートのボラティリティを価格設定モデルに組み込み、ボラティリティが高いほどマイニングハードウェアの価値が上昇することを示す。
• リスクフリー債券とマイニングされた暗号通貨のポートフォリオを構築し、ASICと同一のキャッシュフローを生み出すようにすることで、ノーアービタージュ条件を用いて公正価格を証明する。
• 歴史的データを用いて、これらの再現ポートフォリオのパフォーマンスを実際のマイニングハードウェアのリターンとバックテストする。
• 任意のマイニングマシンについて、正しいASIC価格とそれに相当する再現ポートフォリオを計算するためのアルゴリズムを適用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 暗号通貨為替レートのボラティリティを考慮した場合、ASICマイニングハードウェアの正しい経済的価格は何か？
• RQ2 既存のマイニング計算ツールがなぜ一貫してASICを過大評価しているのか。その背後にある金融的メカニズムは何か？
• RQ3 債券と暗号通貨トークンのポートフォリオが、マイニングハードウェアのリターンを再現できるか。もし可能であれば、実際のマイニングを実際に上回るのか？
• RQ4 一般的な信念とは反して、暗号通貨価格のボラティリティがマイニングハードウェアの内在的価値に与える影響は何か？
• RQ5 この価格誤差は、プルーフ・オブ・ワークブロックチェーンの長期的セキュリティおよび分散化にどのような影響を及えるか？

主な発見

• オプションプライシング理論を用いてASICマイニングハードウェアの正しい価格が導出され、他の価格ではアービタージュ機会が生じることを示している。
• 一般的な誤解とは反対に、暗号通貨価格のボラティリティが高いほど、マイニングハードウェアの価値が高くなる。
• 債券と暗号通貨トークンから構成される模倣投資ポートフォリオは、歴史的にも実際のマイニングハードウェアを上回っており、ASICが過剰に評価されていることを証明している。
• 広く使われている「hashprice」指標はリスクを考慮せず、為替レートのボラティリティを無視しているため、マイニングハードウェアを一貫して誤って評価している。
• 暗号通貨のボラティリティが低下すると、マイニングハードウェアの価値が下がり、再現ポートフォリオの維持コストも下がる。その結果、マイナー参加のインセンティブが弱まり、ブロックチェーンのセキュリティに悪影響を及える可能性がある。
• モデルは、マイニングハードウェアが経済的に金融オプションのポートフォリオと同等であり、この同等性を用いてより安価で効率的な投資商品を構築できると示している。