即將到來的比特幣減半會影響其長期的安全嗎

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比特幣的網路安全在很大程度上取決於區塊獎勵,而不是交易費用。隨著減半繼續減少礦工的收入,只憑交易費足以支撐網路執行嗎?網路安全意指什麼?區塊鏈網路的去中心化和不可改變性在於其對雙花問題具有抵抗力。對於工作量證明機制的網路,這意味著它可以抵抗與雜湊率相關的“ 51%攻擊”。控制一半以上的網路雜湊率,從而控制一半以上的區塊生產,可以讓一個網路參與者重排鏈上資料,只要它認為合適即可。這樣的攻擊可能會“抹掉”合法交易。透過建立看似有效的交易,然後將其撤消,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。

比特幣網路的整個雜湊率是專用於保護區塊鏈的算力,通常被認為是網路安全的一種考量指標。當它高的時候,經常被解釋為對比特幣是看漲的 - 意味著更能抵抗51%的攻擊。

儘管這種解釋通常是正確的,但它過於簡單。

網路雜湊率(在任一時間執行的所有采礦裝置的總和)不應該脫離實際情況進行分析。這些裝置的成本和雜湊效率可能相差多個數量級,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,非常高效的專用積體電路晶片(ASIC)被用於整個網路的雜湊率。2013年的頂級CPU的挖礦速度是每秒64兆雜湊(,而現在的ASIC挖礦速度達到了每秒53 萬億雜湊(TH);兩者之間相差828,124倍。

網路雜湊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技術的進步。在這兩種情況下,雜湊率都會不斷上升,直到達到由最高效機器的獲利能力所定義的新的經濟均衡為止。每增加一個裝置就減少了其他人所佔的份額,而且,在某個時刻,礦工開始關停那些用電成本高於所獲得的區塊獎勵和交易費的機器。

2019年這兩個增長觸發因素都表現出來了。比特幣價格上漲了大約三倍,位元大陸在2019年4月釋出了新的礦機S17。因此,儘管價格下跌,但雜湊率在下半年仍保持增長。

51%攻擊的成本

進行網路攻擊所需成本的粗略估計可以透過計算需要多少個頂級裝置來重創現有的雜湊率。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雜湊率,並且沒有考慮執行這些新機器所涉及的各種成本。它還假定主要的ASIC製造商位元大陸和Canaan都願意出售這些專用裝置(而不是自行挖礦)。

位元大陸的 S17 Pro的執行速率為每秒53 Terahash(10^12雜湊),單位成本為2500美元。當前的雜湊率是每秒90 Exahash(10^18雜湊)。大約需要170萬臺裝置,成本為42億美元。

令人驚訝的是,這與2019年2月位元大陸 S15並沒有高出多少,當時S15是效能最強的礦機。S15的效能指標為每秒28 Terahash、單位成本1,700美元,需要約26億美元的成本來支撐44Exahash的網路雜湊。這意味著攻擊成本增加了58%,而雜湊率增加了104%。由此,在評估比特幣的安全時,雜湊率的提高可能會有誤導性。

減半會影響比特幣網路的安全嗎?

最終,隨著比特幣區塊獎勵繼續減半,網路安全越來越多地將依賴於交易費。到2140年的某個時候,區塊獎勵將完全結束,這意味著,除非對比特幣的程式碼進行根本性的修改,否則網路將完全依賴交易費來執行(這似乎不太可能)。

目前每天手續費的收入大約為350,000美元,只佔每天區塊獎勵收入(1,580萬美元)的2.2%。隨著區塊獎勵減半越來越近,手續費將需要增加22倍才能彌補即將到來的收入缺口。否則,雜湊率將下降,網路的安全性也將下降。

這不僅僅是猜測。萊特幣在今年8月減半,網路的雜湊率下降了近30%。如果比特幣價格保持相似,減半後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,長期的使用者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,網路不得不首先要經歷嚴重的擁堵;在高峰期時,交易費超過50美元才能在合理的時間內完成交易。

也就是說,網路安全上所需的花費可能過多、也可能很少 - 這些數字幾乎完全是主觀的。

回到2017年底,當時比特幣的雜湊率達到每秒10 Exahash(10^18雜湊),大約需要74萬臺最先進的位元大陸礦機 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。

儘管如此,比特幣被大規模的使用還有很長的路要走。如果網路完全依賴於交易費,那麼發起51%攻擊的成本將不到8500萬美元(約佔其當前市值的0.06%)。隨著區塊獎勵繼續減少,這種趨勢將如何發展尚待觀察。

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