區(qū)塊獎勵會怎樣影響著比特幣的網(wǎng)絡(luò)安全

比特幣的網(wǎng)絡(luò)安全在很大程度上取決于區(qū)塊獎勵，而不是交易費用。隨著減半繼續(xù)減少礦工的收入，只憑交易費足以支撐網(wǎng)絡(luò)運行嗎？

網(wǎng)絡(luò)安全意指什么？

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的去中心化和不可改變性在于其對雙花問題具有抵抗力。對于工作量證明機制的網(wǎng)絡(luò)，這意味著它可以抵抗與哈希率相關(guān)的“ 51％攻擊”。

控制一半以上的網(wǎng)絡(luò)哈希率，從而控制一半以上的區(qū)塊生產(chǎn)，可以讓一個網(wǎng)絡(luò)參與者重排鏈上數(shù)據(jù)，只要它認為合適即可。這樣的攻擊可能會“抹掉”合法交易。通過創(chuàng)建看似有效的交易，然后將其撤消，攻擊者可以從交易所中的交易獲利，而不需要支付任何的比特幣。

比特幣網(wǎng)絡(luò)的整個哈希率是專用于保護區(qū)塊鏈的算力，通常被認為是網(wǎng)絡(luò)安全的一種考量指標。當它高的時候，經(jīng)常被解釋為對比特幣是看漲的 - 意味著更能抵抗51％的攻擊。

盡管這種解釋通常是正確的，但它過于簡單。

網(wǎng)絡(luò)哈希率（在任一時間運行的所有采礦設(shè)備的總和）不應(yīng)該脫離實際情況進行分析。這些設(shè)備的成本和哈希效率可能相差多個數(shù)量級，這直接影響進行51％攻擊的成本。

在比特幣的早期，家用電腦就可以進行挖礦。如今，非常高效的專用集成電路芯片（ASIC）被用于整個網(wǎng)絡(luò)的哈希率。2013年的頂級CPU的挖礦速度是每秒64兆哈希（，而現(xiàn)在的ASIC挖礦速度達到了每秒53 萬億哈希（TH）；兩者之間相差828，124倍。

網(wǎng)絡(luò)哈希率的大幅提高通常是由兩個原因造成的：BTC的價格上漲或者ASIC技術(shù)的進步。在這兩種情況下，哈希率都會不斷上升，直到達到由最高效機器的獲利能力所定義的新的經(jīng)濟均衡為止。每增加一個設(shè)備就減少了其他人所占的份額，而且，在某個時刻，礦工開始關(guān)停那些用電成本高于所獲得的區(qū)塊獎勵和交易費的機器。

2019年這兩個增長觸發(fā)因素都表現(xiàn)出來了。比特幣價格上漲了大約三倍，比特大陸在2019年4月發(fā)布了新的礦機S17。因此，盡管價格下跌，但哈希率在下半年仍保持增長。

51％攻擊的成本

進行網(wǎng)絡(luò)攻擊所需成本的粗略估計可以通過計算需要多少個頂級設(shè)備來重創(chuàng)現(xiàn)有的哈希率。這種方法進行了一些簡化。它假定攻擊者還沒有控制一部分哈希率，并且沒有考慮運行這些新機器所涉及的各種成本。它還假定主要的ASIC制造商比特大陸和Canaan都愿意出售這些專用設(shè)備（而不是自行挖礦）。

比特大陸的 S17 Pro的運行速率為每秒53 Terahash（10^12哈希），單位成本為2500美元。當前的哈希率是每秒90 Exahash（10^18哈希）。大約需要170萬臺設(shè)備，成本為42億美元。

令人驚訝的是，這與2019年2月比特大陸 S15并沒有高出多少，當時S15是性能最強的礦機。S15的性能指標為每秒28 Terahash、單位成本1，700美元，需要約26億美元的成本來支撐44Exahash的網(wǎng)絡(luò)哈希。這意味著攻擊成本增加了58％，而哈希率增加了104％。由此，在評估比特幣的安全時，哈希率的提高可能會有誤導(dǎo)性。

減半會影響比特幣網(wǎng)絡(luò)的安全嗎？

最終，隨著比特幣區(qū)塊獎勵繼續(xù)減半，網(wǎng)絡(luò)安全越來越多地將依賴于交易費。到2140年的某個時候，區(qū)塊獎勵將完全結(jié)束，這意味著，除非對比特幣的代碼進行根本性的修改，否則網(wǎng)絡(luò)將完全依賴交易費來運行（這似乎不太可能）。

目前每天手續(xù)費的收入大約為350，000美元，只占每天區(qū)塊獎勵收入（1，580萬美元）的2.2％。隨著區(qū)塊獎勵減半越來越近，手續(xù)費將需要增加22倍才能彌補即將到來的收入缺口。否則，哈希率將下降，網(wǎng)絡(luò)的安全性也將下降。

這不僅僅是猜測。萊特幣在今年8月減半，網(wǎng)絡(luò)的哈希率下降了近30％。如果比特幣價格保持相似，減半后51％攻擊的成本可能會暴跌至約21億美元。

同時，如果交易費增加，長期的用戶增長可能會受到阻礙。2017年12月，每天的交易費收入達到300萬美元的頂峰。不過，網(wǎng)絡(luò)不得不首先要經(jīng)歷嚴重的擁堵；在高峰期時，交易費超過50美元才能在合理的時間內(nèi)完成交易。

也就是說，網(wǎng)絡(luò)安全上所需的花費可能過多、也可能很少 - 這些數(shù)字幾乎完全是主觀的。

回到2017年底，當時比特幣的哈希率達到每秒10 Exahash（10^18哈希），大約需要74萬臺最先進的比特大陸礦機 S9（價值15億美元）。如果今天比特幣減半，那將比比特幣價格達到近20，000美元的峰值時減半更加安全。

盡管如此，比特幣被大規(guī)模的使用還有很長的路要走。如果網(wǎng)絡(luò)完全依賴于交易費，那么發(fā)起51％攻擊的成本將不到8500萬美元（約占其當前市值的0.06％）。隨著區(qū)塊獎勵繼續(xù)減少，這種趨勢將如何發(fā)展尚待觀察。