星球前线 | 减半后，对比特币进行 51% 攻击的成本是多少？

本文来自Crypto Briefing，原作者：Andrey Shevchenko

Odaily星球日报译者|

比特币的网络安全在很大程度上依赖于区块奖励，而不是交易费用。 而随着减半的到来，矿工的收入又会减少，那么在这种情况下，单靠交易手续费是否足以维持网络呢？

网络安全是什么意思？

区块链网络去中心化和不可篡改的特性在于它对双花问题的抵抗力。 对于工作量证明 (PoW)，这意味着它可以抵抗与计算能力相关的“51% 攻击”。

注：在数字货币系统中，由于数据的可复制性，同一数字资产可能因系统操作不当而被重复使用，也称为双重支出。 为了解决双重支出问题，我们日常对数字资产的使用依赖于第三方信托机构。 这些机构集中管理数据，并通过实时修改账户余额来防止重复支付。 比特币作为一种去中心化的点对点价值传输系统，通过融合UTXO、时间戳等技术解决了双花问题。

控制超过一半的网络计算能力，从而控制超过一半的区块生产，将允许一个实体按照它认为合适的方式重新安排区块链网络。 这种攻击可能会“撤销”合法交易。 通过创建看似有效的交易然后撤销它们比特币市值怎么算的，攻击者可以从交易所交易中获利，而无需花费任何比特币。

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。 高水平的比特币计算能力通常被解释为价格看涨指标——这意味着该网络更能抵抗 51% 攻击。

eToro 高级分析师马蒂·格林斯潘 (Mati Greenspan) 9 月 27 日在推特上表示，比特币算力已经回到所有历史高位，矿工显然没有被本周的价格走势吓倒。

注：据BTC.com数据，9月27日4时33分，比特币调整挖矿难度至12.76T，区块高度为596736比特币市值怎么算的，继续刷新新高，较9月14日上涨7.31%。此外，比特币近两周平均算力首次突破90EH/s，达到91.24EH/s，远高于9月14日的两周平均算力（85.08EH/s）。

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，不应在真空中进行分析。 这些设备的成本和计算效率可能相差几个数量级，这直接影响进行 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，几乎所有的计算能力都由高效的 ASIC 芯片贡献。 变化是惊人的：2013 年，顶级 CPU 可以以 64 MH/s 的速度挖矿，而现代 ASIC 芯片可以以 53 TH/s 的速度挖矿——这是 828124 倍的差距。

网络算力大幅提升通常有两个原因：一是BTC价格的上涨，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。 每增加一台设备，其他人就会分得一小块馅饼，并且在某个时候，矿工将开始关闭消耗比他们获得的奖励和费用更多的功率的钻机。

这两个增长触发因素都在 2019 年出现。2019 年 4 月，比特大陆发布了新的 S17 系列 ASIC 矿机，比特币价格几乎翻了三倍。因此，尽管下半年比特币价格下跌，计算功率继续上升。

51% 攻击的成本

通过计算重建现有计算能力需要多少顶级设备，就可以粗略估算出进行 51% 攻击的成本。 这种计算方法包含几个简化：它假设攻击者还没有控制一部分计算能力，并且它减少了运行这些新机器的生产、设置和电力折扣； 它还假设比特大陆和嘉楠耘智等主要参与者的 ASIC 矿机制造商愿意出售相应数量的矿机（而不是用它们自己挖矿）。

矿业巨头比特大陆的 S17 Pro 矿机拥有 53 TH/s 的算力，每台售价 2500 美元。 当前算力为90 EH/s。 据此计算，进行 51% 攻击大约需要 170 万个此类设备，耗资 42 亿美元。

令人惊讶的是，这并不比 2019 年 2 月高多少，当时 S15 仍然是最强大的 ASIC 矿机。 S15算力达到28EH/s，售价1700美元。 以此计算，要“固定”44 EH/s的网络算力，大约需要26亿美元。 这意味着从那以后，一次攻击的成本只增加了 58%，而哈希率却增加了 104%。 因此，在评估比特币的安全性时，算力上升这个指标可能有些误导。

减半会影响安全吗？

最终，随着比特币区块奖励再次减半，网络安全将越来越依赖于费用。 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）。

比特币交易日收益（数据来源：Coin Metrics）

手续费收入目前约为每天 35 万美元，仅占每日区块奖励收入（1580 万美元）的 2.2%。 随着减半的临近，费用需要增加 22 倍才能弥补收入的不足。 否则，计算能力会下降，网络的安全性也会下降。

这不仅仅是猜测，甚至还有教训——今年8月莱特币区块奖励减半后，全网算力下降近30%。 如果 BTC 的价格保持不变，51% 攻击的成本在减半后可能会下降到约 21 亿美元。

同时，如果交易费用增加，可能会阻碍网络的长期用户增长。 2017 年 12 月，每日交易费收入达到 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，比特币算力达到每秒10EH/s，相当于当时最先进的约74万台S9矿机提供的算力，价值15亿美元。 比特币今天减半比在价格接近 20,000 美元时减半更安全。

然而，比特币的采用还有很长的路要走。 如果该网络完全依赖交易费用，51% 攻击的成本将低于 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。