區塊獎勵會怎樣影響著比特幣的網絡安全

比特幣的網絡安全在很大程度上取決于區塊獎勵，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絡運行嗎？

網絡安全意指什么？

區塊鏈網絡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絡，這意味著它可以抵抗與哈希率相關的“ 51％攻擊”。

控制一半以上的網絡哈希率，從而控制一半以上的區塊生產，可以讓一個網絡參與者重排鏈上數據，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。

比特幣網絡的整個哈希率是專用于保護區塊鏈的算力，通常被認為是網絡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。

盡管這種解釋通常是正確的，但它過于簡單。

網絡哈希率（在任一時間運行的所有采礦設備的總和）不應該脫離實際情況進行分析。這些設備的成本和哈希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，非常高效的專用集成電路芯片（ASIC）被用于整個網絡的哈希率。2013年的頂級CPU的挖礦速度是每秒64兆哈希（，而現在的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。

網絡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濟均衡為止。每增加一個設備就減少了其他人所占的份額，而且，在某個時刻，礦工開始關停那些用電成本高于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，比特大陸在2019年4月發布了新的礦機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

進行網絡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備來重創現有的哈希率。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的網絡哈希。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性。

減半會影響比特幣網絡的安全嗎？

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

目前每天手續費的收入大約為350，000美元，只占每天區塊獎勵收入（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，哈希率將下降，網絡的安全性也將下降。

這不僅僅是猜測。萊特幣在今年8月減半，網絡的哈希率下降了近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，網絡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，網絡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，比特幣被大規模的使用還有很長的路要走。如果網絡完全依賴于交易費，那么發起51％攻擊的成本將不到8500萬美元（約占其當前市值的0.06％）。隨著區塊獎勵繼續減少，這種趨勢將如何發展尚待觀察。
責任編輯；zl