如何解決比特幣的網(wǎng)絡(luò)安全問題

比特幣的網(wǎng)絡(luò)安全在很大程度上取決于區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)，而不是交易費(fèi)用。在礦商收入不斷減少的情況下，僅收費(fèi)就足以維持這個(gè)網(wǎng)絡(luò)嗎？

網(wǎng)絡(luò)安全是什么意思？

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的分散性和不變性在于它對重復(fù)使用問題的抵抗。使用的工作量證明意味著它能抵抗與哈希值相關(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塊生產(chǎn)，允許一個(gè)實(shí)體以它認(rèn)為合適的方式重新安排鏈。這樣的攻擊可能會(huì)“抹去”合法交易。通過創(chuàng)建看似有效的交易，然后將其逆轉(zhuǎn)，攻擊者可以從交易所的交易中獲利，而無需花費(fèi)任何比特幣。

總網(wǎng)絡(luò)哈希率是用于保護(hù)區(qū)塊鏈的計(jì)算能力，通常被認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)安全的度量。它的高點(diǎn)經(jīng)常被解讀為比特幣的看漲指標(biāo)——意味著更高的抵抗51%的攻擊。

雖然這種解釋通常是正確的，但它過于簡單化了。

網(wǎng)絡(luò)哈希率是任何給定時(shí)間內(nèi)所有運(yùn)行的采礦設(shè)備的總和，不應(yīng)該在真空中進(jìn)行分析。這些設(shè)備的成本和哈希效率可以變化許多數(shù)量級，這直接影響進(jìn)行51%攻擊的成本。

在比特幣的早期，挖礦可以在家用電腦上進(jìn)行。今天，特別高效的應(yīng)用集成電路芯片負(fù)責(zé)幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)哈希率。這種差別是驚人的：2013年，一臺(tái)頂級的CPU可以以每秒64兆字節(jié)的速度挖掘數(shù)據(jù)，而現(xiàn)代的ASIC可以以每秒53兆字節(jié)的速度挖掘數(shù)據(jù)——這是828，124倍的差距。

網(wǎng)絡(luò)哈希率的大幅增長通常有兩個(gè)原因：一是BTC價(jià)格的上漲，二是ASIC技術(shù)的進(jìn)步。在這兩種情況下，它都在不斷上升，直到達(dá)到由最高效機(jī)器的盈利能力定義的新經(jīng)濟(jì)均衡。每增加一個(gè)設(shè)備，就會(huì)減少其他所有人分到的那塊蛋糕，而且在某個(gè)時(shí)候，礦工們會(huì)開始關(guān)掉那些耗電比他們獲得的獎(jiǎng)勵(lì)和收費(fèi)還要多的機(jī)器。

這兩個(gè)增長觸發(fā)點(diǎn)都是在2019年觀測到的。比特幣價(jià)格上漲了近三倍，而新的Bitmain S17系列ASIC于2019年4月發(fā)布。因此，盡管價(jià)格在下降，但下半年的哈希率持續(xù)上升。

51%的攻擊成本

通過計(jì)算需要多少頂級設(shè)備來重新創(chuàng)建現(xiàn)有的哈希率，可以大致估計(jì)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊的代價(jià)。這種方法是剪接的。它假設(shè)攻擊者還沒有控制哈希值的一部分，并且沒有為操作這些新機(jī)器而對生產(chǎn)、設(shè)置和電力成本進(jìn)行折扣。或者假設(shè)，主要的ASIC制造商，Bitmain和Canaan，愿意以這個(gè)數(shù)量出售這些專用設(shè)備（而不是自己開采）。

行業(yè)領(lǐng)先的Bitmain S17 Pro生產(chǎn)53 TH/s，每臺(tái)售價(jià)2500美元。當(dāng)前的哈希率是90 Exahashes /秒。大約需要170萬臺(tái)設(shè)備，費(fèi)用為42億美元。

令人驚訝的是，這并沒有比2019年2月的高，當(dāng)時(shí)Bitmain S15仍然是最強(qiáng)大的ASIC。大約需要26億美元來覆蓋44 Exahashes的網(wǎng)絡(luò)哈希率和S15的28 /s性能和1700美元的價(jià)格。這意味著攻擊成本只增加了58%，而哈希率增加了104%。因此，在評估比特幣安全性時(shí)，哈希率的增加可能會(huì)對人們產(chǎn)生誤導(dǎo)。

減半會(huì)影響安全嗎？

最終，隨著比特幣區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)繼續(xù)減半，越來越多的網(wǎng)絡(luò)安全將取決于費(fèi)用。在2140年的某個(gè)時(shí)候，區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)將完全停止，這意味著網(wǎng)絡(luò)將需要完全依靠交易費(fèi)運(yùn)行，除非比特幣的代碼發(fā)生根本變化（這似乎不太可能）。

目前每天從費(fèi)用中獲得的收入約為35萬美元，僅占每日區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)收入（1580萬美元）的2.2%。隨著獎(jiǎng)金減半的迫近，費(fèi)用將需要增加22倍來彌補(bǔ)收入的不足。否則，哈希率將下降，網(wǎng)絡(luò)的安全性將下降。

這不僅僅是猜測。萊特幣在今年8月減半，該網(wǎng)絡(luò)的哈希率下降了近30%。如果比特幣的價(jià)格保持不變，那么在減半之后51%的攻擊成本可能會(huì)下降到大約21億美元。

與此同時(shí)，如果收費(fèi)增加，網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)阻礙其長期用戶增長。2017年12月，每日收費(fèi)收入達(dá)到300萬美元的峰值。然而，網(wǎng)絡(luò)必須首先經(jīng)歷嚴(yán)重的擁塞，在高峰期，在合理的時(shí)間內(nèi)處理一筆交易的費(fèi)用超過50美元。

也就是說，在網(wǎng)絡(luò)安全上花費(fèi)太多或太少也是有可能的——而這些數(shù)字幾乎完全是主觀的。

2017年末，比特幣的哈希率達(dá)到每秒10 Exahashes，也就是大約74萬最先進(jìn)的Bitmain s9，價(jià)值15億美元。與比特幣價(jià)格在接近2萬美元的峰值時(shí)跌去一半相比，即使比特幣在今天跌去一半，它也會(huì)更安全。

然而，比特幣的普及還有很長的路要走。如果該網(wǎng)絡(luò)完全依賴費(fèi)用，51%的攻擊成本將不到8，500萬美元，約為其當(dāng)前市值的0.06%。當(dāng)塊獎(jiǎng)勵(lì)繼續(xù)減少時(shí)，這種趨勢將如何展開還有待觀察。