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比特币的网络安全在很大程度上取决于区块奖励,而不是交易费用。随着减半继续减少矿工的收入,只凭交易费足以支撑网络运行吗?

网络安全意指什么?

区块链网络的去中心化和不可改变性在于其对双花问题具有抵抗力。对于工作量证明机制的网络,这意味着它可以抵抗与哈希率相关的“ 51%攻击”。

控制一半以上的网络哈希率,从而控制一半以上的区块生产,可以让一个网络参与者重排链上数据,只要它认为合适即可。这样的攻击可能会“抹掉”合法交易。通过创建看似有效的交易,然后将其撤消,攻击者可以从交易所中的交易获利,而不需要支付任何的比特币。

比特币网络的整个哈希率是专用于保护区块链的算力,通常被认为是网络安全的一种考量指标。当它高的时候,经常被解释为对比特币是看涨的 - 意味着更能抵抗51%的攻击。

尽管这种解释通常是正确的,但它过于简单。

网络哈希率(在任一时间运行的所有采矿设备的总和)不应该脱离实际情况进行分析。这些设备的成本和哈希效率可能相差多个数量级,这直接影响进行51%攻击的成本。

在比特币的早期,家用电脑就可以进行挖矿。如今,非常高效的专用集成电路芯片(ASIC)被用于整个网络的哈希率。2013年的顶级CPU的挖矿速度是每秒64兆哈希(,而现在的ASIC挖矿速度达到了每秒53 万亿哈希(TH);两者之间相差828,124倍。

网络哈希率的大幅提高通常是由两个原因造成的:BTC的价格上涨或者ASIC技术的进步。在这两种情况下,哈希率都会不断上升,直到达到由最高效机器的获利能力所定义的新的经济均衡为止。每增加一个设备就减少了其他人所占的份额,而且,在某个时刻,矿工开始关停那些用电成本高于所获得的区块奖励和交易费的机器。

2019年这两个增长触发因素都表现出来了。比特币价格上涨了大约三倍,比特大陆在2019年4月发布了新的矿机S17。因此,尽管价格下跌,但哈希率在下半年仍保持增长。

51%攻击的成本

进行网络攻击所需成本的粗略估计可以通过计算需要多少个顶级设备来重创现有的哈希率。这种方法进行了一些简化。它假定攻击者还没有控制一部分哈希率,并且没有考虑运行这些新机器所涉及的各种成本。它还假定主要的ASIC制造商比特大陆和Canaan都愿意出售这些专用设备(而不是自行挖矿)。

比特大陆的 S17 Pro的运行速率为每秒53 Terahash(10^12哈希),单位成本为2500美元。当前的哈希率是每秒90 Exahash(10^18哈希)。大约需要170万台设备,成本为42亿美元。

令人惊讶的是,这与2019年2月比特大陆 S15并没有高出多少,当时S15是性能最强的矿机。S15的性能指标为每秒28 Terahash、单位成本1,700美元,需要约26亿美元的成本来支撑44Exahash的网络哈希。这意味着攻击成本增加了58%,而哈希率增加了104%。由此,在评估比特币的安全时,哈希率的提高可能会有误导性。

减半会影响比特币网络的安全吗?

最终,随着比特币区块奖励继续减半,网络安全越来越多地将依赖于交易费。到2140年的某个时候,区块奖励将完全结束,这意味着,除非对比特币的代码进行根本性的修改,否则网络将完全依赖交易费来运行(这似乎不太可能)。

目前每天手续费的收入大约为350,000美元,只占每天区块奖励收入(1,580万美元)的2.2%。随着区块奖励减半越来越近,手续费将需要增加22倍才能弥补即将到来的收入缺口。否则,哈希率将下降,网络的安全性也将下降。

这不仅仅是猜测。莱特币在今年8月减半,网络的哈希率下降了近30%。如果比特币价格保持相似,减半后51%攻击的成本可能会暴跌至约21亿美元。

同时,如果交易费增加,长期的用户增长可能会受到阻碍。2017年12月,每天的交易费收入达到300万美元的顶峰。不过,网络不得不首先要经历严重的拥堵;在高峰期时,交易费超过50美元才能在合理的时间内完成交易。

也就是说,网络安全上所需的花费可能过多、也可能很少 - 这些数字几乎完全是主观的。

回到2017年底,当时比特币的哈希率达到每秒10 Exahash(10^18哈希),大约需要74万台最先进的比特大陆矿机 S9(价值15亿美元)。如果今天比特币减半,那将比比特币价格达到近20,000美元的峰值时减半更加安全。

尽管如此,比特币被大规模的使用还有很长的路要走。如果网络完全依赖于交易费,那么发起51%攻击的成本将不到8500万美元(约占其当前市值的0.06%)。随着区块奖励继续减少,这种趋势将如何发展尚待观察。

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