2020年的加密市場是屬於DeFi的一年，加密生態在DeFi的催化下將展現出全新的面貌。眾多的DeFi協議不僅極大推動金融創新和提升鏈上交易，還使得加密生態的格局發生意想不到的變化。一個普遍的觀點認為 DeFi 對 BTC 資產的吸引和資產跨鏈效率的提升使得BTC更多地被使用在 Ethereum 中。此趨勢一旦不可逆將抽空Bitcoin的鏈上交易。那麼對於區塊獎勵將在2040年停產的BTC來說，其鏈上安全性將面臨嚴峻的考驗。對於BTC安全性抱有信心的支持者普遍認為未來鏈上交易的手續費將足以吸引礦工繼續為BTC貢獻算力，然而DeFi的爆發性增長很可能了終結這一預期，本文將這種新變化對BTC的影響及未來應對這種情況的可能性。
DeFi 崛起幫助加密市場贏回鏈上使用者
DeFi 在本次增長實現的是不可逆的流量去中心化遷移。Glassnode 資料顯示(圖一)，從本年 7 月流動性挖礦開始，ETH等主流加密資產可探明交易所餘額已連續 4 個月淨流出，伴隨的是中心化交易所自身因安全和監管事件製造的負面影響;另一方面是DEX的交易量從去年同期佔市場交易量比重的 1% 至今天的 10% 以上、Metamask 等 Web3 錢包使用者數超過 100 萬。DeFi交 易的指數型增長意味著即便使用者將忍受昂貴的網路費用、擁堵的網路和幼稚的產品設計，仍然認可了開源、自擔風險等 DeFi 所代表的獨特價值。這些亟待最佳化的產品在這一階段完成了初步的使用者積累，成為鏈上金融應用持續發展的基礎。
從 2020 年 3 月開始，中心化交易所主流資產餘額持續下降(藍線表示 BTC 餘額，黃線表示 ETH 餘額)，同時 Ethereum 新增地址數保持上升(陰影)。DeFi 改變了加密交易者的使用習慣，越來越多的使用者在透過去託管的方式儲存和交易資產，更多的交易會發生在 DeFi 產品中
Bitcoin 對 Ethereum 的依賴性在增加
雖然同期 Bitcoin 的鏈上交易也有所增漲，但因為 Ethereum 才是 DeFi 業務真正發生的場所，Bitcoin 的重要性被反超。Ethereum 在處理交易額於 2020 年首次超越 BTC 併成為第一個處理超過萬億美金的區塊鏈，通常 Ethereum 產生的手續費已成倍與 Bitocin。
Bitcoin 將面臨鏈上活躍度下降和手續費激勵不足的困境
Bitcoin 作為網路結算層的地位被 Ethereum 超越，且鏈上原生使用場景同樣被降維。近期 Ethereum 上的 BTC 交易對日交易額已超過 1 億美金，佔同期 BTC 鏈上交易額的 1% 以上，但僅有 2100 萬總量中 0.71% 的 BTC 資產在 Ethereum 上交易，可見在 Ethereum 上 BTC 的換手率相比原鏈更高。BTC 對映資產在 Ethereum 上的交易量的呈指數上升趨勢，若保持此增速，預計明年將有同期將有超過 4% 總量的 BTC 在 Ethereum 網路中沉澱，形成超過數十億美金日交易額的市場。
BTC 向 Ethereum 遷移的通道已經開啟，而 Ethereum 上豐富的使用場景承接了各類形態的 BTC 遷移。Ethereum 在奪取 Bitcoin 網路的鏈上交易
資料來源：Dune Analysis
對於 Bitcoin 而言事情變得有些棘手，隨著區塊獎勵逐年減半，未來交易費用將是礦工賴以生存的主要方式。 而 Bitcoin 鏈上交易的枯竭將讓本不佔據主要份額的手續費更為捉襟見肘， 粗略估算目前的交易費收入僅能達到挖礦電費成本的 30%。在減半繼續進行，礦工獲得的區塊獎勵持續減少的情況下，攻擊 Bitcoin 的成本可能降低至每小時數萬美金，這將難以支撐一個價值數千億資產的網路。
面對這樣的局面，Bitcoin 社羣可能有三種策略：提高交易手續費、引入 DeFi 或採用溫和通脹的貨幣政策。下面我們將討論這三種策略的可能性。
BTC 將如何維持網路安全性
我們將討論未來在 BTC 沒有區塊獎勵的情況下，按照 BTC 的預期市場規模，在維持目前的安全係數的情況下需要將多少成本投入到維持 BTC 網路中。
首先需要界定一個安全係數的概念，即維持網路的成本佔總網路價值的比重。假設礦工收入(包括區塊獎勵和網路手續費)將全部用覆蓋用於投入挖礦的硬體、電費、運營和人力成本。這一部分的成本類似國家的國防安全支出，會隨國際環境和經濟週期產生一定波動，在長期和平年代保持在一個較為平穩的水平上。
隨著和平年代的持續，自 1960 年開始全球國防支出總體呈波動下降，在千禧年後保持一個降低的穩定水平
維護 BTC 網路安全的成本遵循類似邏輯，隨著共識範圍的擴大，安全支援佔全網價值的比重也在逐年降低，但會在達到一個邊界值後保持平穩
那麼按照目前的水平，2020 年度安全係數為 2.42%，我們認為將此定位基準安全係數，而根據歷史資料此係數與 BTC 的通脹率趨勢接近，預計實際安全係數會隨著 BTC 年通脹率繼續下降。在健康狀況下此係數應不低於 BTC 的年通脹率(即年度開採的所有 BTC 數量/已開採存量)，目前這個安全係數仍在通脹率的倍數級，但減半持續，安全係數和國防支出比率一樣，需要穩定在一個穩定水平。我們用年度安全臨界值 1.37%(2020年移動平均安全支出與網路市值最小比值)來描述未來 BTC 需保持的基本安全水平。
關於在 BTC 產量極低時 BTC 網路價值的水平，我們類比黃金市值進行估算。黃金總市值佔目前約為十萬億美金，BTC 當前市值接近黃金的 4%。假設在 2040 年(即 BTC 減半至 0.195/block 時)，黃金的總值按與 GDP 同規模增長(根據歷史情況兩者增長趨勢接近，取近 20 年曆史增長平均值 2.18%)達到 13 萬億，而 BTC 市值在保守、穩健、樂觀情況下分別相當於黃金價值的 4%，20% 和 100%，估計保持此的三種情況中 BTC 保持目前安全係數所需的成本。
估算保守、穩健、樂觀情況下BTC 市值及維持安全係數所需手續費
未來 BTC 維持當前安全係數的安全成本，在 BTC 樂觀預期下可以達到千億級別，而在保守情況(即維持當前比例)仍在十億級別。但由於 BTC 減產，區塊獎勵將僅佔礦工收入的 2.7%，與目前手續費佔總收入比重情況相當。屆時鏈上交易將承擔起主要成本覆蓋。
估算在手續費水平不顯著上升時所需BTC鏈上交易
讓我們回到最初討論的問題，DeFi對BTC的經濟系統的影響。在減半發生的情況下未來BTC承擔的鏈上交易的壓力是百倍級別的。透過上述分析我們可以看到，以 2020 年鏈上交易為基準，BTC 處理交易1.1億筆，平均每交易費用5美元。預計BTC鏈上交易量沒有顯著增長而採取提高手續費的方式提高礦工收入，即便在消極情況，單筆轉賬手續費需要提高至60美元以上(實際購買力或約等於今天的 40 美元)，BTC 單價雖提升 40%，但交易手續費提高了十餘倍;而在中性和樂觀情況，手續費將超過300美金和1600美金。對於普通使用者而言交易成本過於高昂，將激勵更多激勵更多類似Ethereum的方案為Bitcoin承擔交易。
那麼在保持目前手續費水平的情況下，BTC的鏈上交易在保守情況下需要超過10億筆，若不考慮效能，BTC的鏈上活躍度需要提高12倍;而在穩健和樂觀情況需要達到70億筆和370億筆——這與現今的BTC架構相差甚遠，按BTC 1MB區塊大小的設計年承載交易量上限約為1.9億筆。而與此同時，DeFi和各類資產橋的出現可能會吸收走更多的BTC的交易增量，繼續留下這部分交易缺口。
1 提高手續費方案
所以我們判斷第一種提高手續費方案，由於手續費的目標提升水平在百倍級別，可能會趕走更多使用者，可操作性極低。提高區塊大小讓每個區塊支援更多交易也可以變相提高礦工的手續費收入，不過關於這個方案比特幣社羣內已經有過爭論，BCH 的分叉和後續發展顯示多數人仍是“原教旨主義”者，並不支援 BTC 規則出現較大的改動，且 BTC 面對的核心問題並不是擁堵而是交易不足。
2 將 Bitcoin 升級至支援智慧合約，建立原生 DeFi 生態，從而將交易留在 BTC 本鏈上
第二種方案是將 Bitcoin 升級至支援智慧合約，建立原生 DeFi 生態，從而將交易留在 BTC 本鏈上。關於 Bitcoin 與智慧合約的討論和實踐已經是一個老話題了，即便在 Ethereum 上已經有非常豐富的 DeFi 生態，部分觀點仍堅持 Bitcoin 應主動引入 DeFi。原因有三，首先 BTC 作為加密市場中最重要的資產佔據六成以上的份額，沒有或僅低度參與 DeFi 是不可想象的，而 BTC 也需要成為一種創造收益的主動型資產;其次，Bitcoin 具備最廣泛的共識、最健壯的網路和最高階別的安全性，(如果可以的話)在 Bitcoin 部署 DeFi 將是理想狀態;最後，Bitcoin 上的智慧合約存在可能性，透過指令碼語言、閃電網路、側鏈或聯合挖礦鏈等古怪但不失創新的獨特方法，使 Bitcoin 也可以支援智慧合約邏輯。
但實際上，雖然目前透過資產閘道器將 BTC 引入至 Ethereum 的規模仍較低且方式略顯中心化，但遷移 BTC 的速度在快速增長，BTC 已經參與到開放網路的金融和貨幣市場中，而且有越來越多的 DeFi 專案在從應用層解決這個問題。
Bitcoin 作為結算層在效能上還遠不能支援龐大的 DeFi 交易需求。最後，是在不改動 Bitcoin 核心協議的前提下支援智慧合約的可行性的問題，相關的設想可以追溯到五年前為 BTC 設計擴容方案時期，而直至今天未出現一個可行方案。目前的嘗試無法在不製造共識分裂的前提下支撐與主鏈安全等級一致的邏輯複雜的智慧合約。而對於將 Bitcoin 整體硬分叉成為智慧合約相容的新鏈的可能性可以忽略不計。對比在 Bitcoin 上開發 DeFi 的成本和推進速度，BTC 繼續作為被動資產參與 DeFi 生態可能性更高。
3 提高 BTC 總量相對為最合理的方案
第三，提高 BTC 總量相對為最合理的方案。關於減半是否會危害網路安全問題已經是一個古老的議題，但 DeFi 讓 BTC 的使用場景脫離了之前討論發生是的語境。透過 DeFi，BTC 將以各種形態脫離 Bitcoin 作為價值符號流通在其他便宜好用的 Bitcoin 的 Layer2 中，而最可能維持網路安全的是提升 BTC 總量的方案，將 BTC 的貨幣政策由通縮改為溫和的線性通脹，以覆蓋基本的網路安全成本，這個觀點同時被普林斯頓大學的三位學者討論過。他們提出，如果沒有固定的區塊獎勵，比特幣挖礦出塊的收益完全基於手續費時，收益的方差將變大，這將不可避免的激勵自私挖礦行為的出現，導致比特幣網路陷入混亂。而他們也認為溫和通脹讓挖礦收益變得相對可預期或許是最好的解決方案。
所以我們認為當手續費將必然成為BTC礦工收入的主要來源時，DeFi 若保持目前的發展態勢會對 BTC 的安全造成較大沖擊，因為DeFi使Ethereum成為BTC的交易層從而降低了BTC的網路手續費。為保護 BTC 網路安全性會出現這三種情況：BTC提升手續費、BTC鏈上支援DeFi和BTC提高總量，而最終溫和通脹的方案會被採用。
