如何解决比特币的网络安全问题

比特币的网络安全很大程度上取决于区块奖励，而不是交易费用。 随着矿工收入的减少，仅靠费用是否足以维持网络？

网络安全是什么意思？

区块链网络的去中心化和不变性在于它对重用问题的抵抗力。 使用的工作证明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块生产，允许一个实体按照它认为合适的方式重新安排链。 这种攻击可能会“抹去”合法交易。 通过创建看似有效的交易，然后将其撤销，攻击者无需花费任何比特币即可从交易所交易中获利。

总网络哈希率是用于保护区块链的计算能力，通常被认为是网络安全的衡量标准。 它的高点通常被解释为比特币的看涨指标——意味着对 51% 攻击的更高抵抗力。

虽然这种解释通常是正确的，但过于简单化了。

网络哈希率是在任何给定时间运行的所有采矿设备的总和比特币的安全性是如何保证的，不应在真空中进行分析。 这些设备的成本和哈希效率可能相差很多数量级，这直接影响了进行 51% 攻击的成本。

在比特币的早期，挖矿可以在家用电脑上完成。 今天，极其高效的 ASIC 芯片负责几乎所有的网络哈希率。 差异是惊人的：2013 年，顶级 CPU 可以每秒 64 兆字节的速度挖掘数据，而现代 ASIC 可以每秒 53 兆字节的速度挖掘数据——这是 828，相差 124 倍。

网络算力大幅提升通常有两个原因：一是BTC价格上涨，二是ASIC技术的进步。 在这两种情况下，它都会不断上升，直到达到由最高效机器的盈利能力定义的新经济平衡。 每个额外的设备都会减少其他人的份额，并且在某个时候比特币的安全性是如何保证的，矿工开始关闭消耗比他们获得的奖励和费用更多的功率的机器。

2019 年观察到这两个增长触发因素。比特币价格几乎翻了两倍，而新的比特大陆 S17 系列 ASIC 于 2019 年 4 月发布。因此，尽管价格下跌，但哈希率在下半年继续上涨。

51% 攻击成本

通过计算重建现有哈希率需要多少顶级设备，可以粗略估计进行网络攻击的成本。 这种方法是拼接的。 它假设攻击者尚未控制部分哈希率，并且不考虑运行这些新机器的生产、设置和电力成本。 或者假设，主要的 ASIC 制造商比特大陆和嘉楠耘智愿意以这个数量出售这些专用设备（而不是自己挖矿）。

行业领先的 Bitmain S17 Pro 可产生 53 TH/s，每台售价 2,500 美元。 当前哈希率为 90 Exahashes/sec。 大约需要 170 万台设备，耗资 42 亿美元。

令人惊讶的是，这并不比 2019 年 2 月高，当时比特大陆 S15 仍然是最强大的 ASIC。 大约需要 26 亿美元来支付 44 个 Exahashes 的网络哈希率和 S15 的 28/s 性能以及 1700 美元的价格。 这意味着攻击成本只增加了58%，而算力却增加了104%。 因此，在评估比特币安全性时，哈希率的增加可能会误导人们。

减半会影响安全吗？

最终，随着比特币区块奖励减半的继续，越来越多的网络安全将取决于费用。 在 2140 年的某个时候，区块奖励将完全停止，这意味着网络将需要完全依靠交易费用运行，除非比特币代码发生根本性变化（这似乎不太可能）。

目前每日手续费收入约为 35 万美元，仅占每日区块奖励收入（1580 万美元）的 2.2%。 随着奖金减半的临近，费用需要增加 22 倍才能弥补收入的不足。 否则，哈希率会下降，网络的安全性也会降低。

这不仅仅是猜测。 莱特币今年 8 月减半，全网算力下降近 30%。 如果比特币的价格保持不变，减半后 51% 攻击的成本可能会下降到约 21 亿美元。

与此同时，如果费用增加，该网络可能会阻碍其长期用户增长。 每日手续费收入在 2017 年 12 月达到 300 万美元的峰值。然而，网络必须首先经历严重的拥塞，在高峰时段，在合理的时间内处理一笔交易的成本可能超过 50 美元。

也就是说，在网络安全上的花费可能过多或过少——这些数字几乎完全是主观的。

2017 年底，比特币的哈希率达到每秒 10 Exahashes，或约 740,000 个最先进的比特大陆 s9，价值 15 亿美元。 即使今天比特币减半，也比比特币价格在 20,000 美元附近的峰值减半时更安全。

然而，比特币的普及还有很长的路要走。 如果该网络仅依赖费用，则 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，这种趋势将如何展开还有待观察。