深度解析：BTC的安全模型真的被破壞了嗎？

2024-07-19 00:07:31

7 月 9 日，Justin Bons 在推特上發了一篇長文，發表了“BTC 的安全模型已經被破壞”的論點，並按照他的邏輯做了論證。

我對這個看法很感興趣，所以試着對這個觀點和論據做分析。

一、Justin Bons 的邏輯

首先，我梳理了 Justin Bons 在這篇推文中的邏輯:

哈希率不等於 BTC 的網絡安全，生產哈希的成本(及礦工的成本)才是 BTC 網絡安全的保證;當前的網絡安全性比三年前還要低;
隨着減半造成的區塊獎勵減少，疊加鏈上高費率的極端情況不可持續，礦工的收益將會並正在降低;
因此，要維持當前的安全程度，就需要 BTC 價格持續的上漲，這是不可持續的;
屆時只有通過取消 2100 萬的硬頂或者分叉來解決困境;

最終，他得出的結論是:

BTC 的安全模型已崩潰，為了維持當前的安全水平，它的價格必須每 4 年翻一番，這個過程需要持續一個世紀，否則將維持極高的費用!這是不可能的，因為這樣它將需要在幾十年內超過全球 GDP 市值!

我們來逐條分析其邏輯中的每個要點及論據。

二、BTC 網絡的安全性指標

1、Hashrate 的演變

我們常常用 hashrate 來衡量 POW 網絡的安全性，可以通過下圖看出，當前的 hashrate 是在上漲的趨勢中，因此這被認定為 BTC 的網絡安全性在不斷增強的證據。

不過，我們也需要意識到:挖礦硬件的變化確實讓獲得單位算力的成本在降低，下圖為 Bitmain 歷年的 BTC 挖礦機器型號及功效:

根據上圖，我繪制了機器效率的演變圖，如下:

可以看到，機器的效率越來越高，現在的設備相對於 10 年前效率提升了 30-40 倍;

我們還需要注意到:隨着能源开採技術的發展、能源形式(綠能等)的多樣化，能源的成本也在降低，這會進一步降低礦工的挖礦成本。

因此，確實不能完全依照 hashrate 來衡量整體系統的安全度。那么礦工的成本是不是一個好的衡量系統安全度的指標呢?

2、礦工成本

礦工是參與“BTC 分配”中最重要的角色，因此礦工真實並持續投入的總成本確實可以看作是網絡的“安全閥”，如果要攻擊這個網絡，需要花費足夠的成本才能達到效果，而這個攻擊成本與礦工的投入成本是直接相關的。

礦工成本的計算比較困難，因為要包括“礦機費、維護費、電費等”，所以我們在計算時提前做一些假設來簡化這個過程:

礦機費暫和維護費等暫時不考慮，因為前者還涉及到折舊、優惠、保險等，後者與礦場的自動化水平、管理水平有關，所以僅考慮電費(電費很可能是最大的一部分)

每個時期的礦機均按照當時段 Bitmain 最好的礦機來計算

電費是波動的，這裏簡單的按照 0.12 $/kw 來計算

得到計算結果如下圖:

可以看出，估算的礦工消耗的成本在整體上還是呈現上升的趨勢的。因此，如果認為礦工的成本是影響網絡安全性的重要指標，當前網絡的安全性還是呈現上漲趨勢的。

為什么 Justin Bons 會說安全性降低了，因為他用 礦工的收益 來作為衡量安全性的標准，而收益僅僅只是對於未來的判斷， 礦工的支出 才應該是當下安全性的保證。

3、成本對市值的佔比

當然，這裏有一個問題，讓我們考慮一個情況：

用 1 M 的成本來保護 1 B 的資產安全還是用 10 M 的成本保護 100 B 的資產安全呢?

有人會說 1 M/1 B 的比值比 10 M/100 B 的佔比高，因此安全性更高;也有人說 10 M 的資金總量大，因此安全性更高。

二者都有道理，我個人的看法是：

在成本沒有達到一個足夠量級的水平時，成本會是一個更好的衡量標准，這是門檻問題;如果成本已經高到一個足夠的水平，那么成本對於市值的佔比將會是一個更好的衡量標准。

三、礦工的收益

如果礦工的成本是影響網絡安全最重要的因素，那么礦工的收益就是影響整體礦工 維持這種安全性 最重要的因素。

礦工的收益主要有兩部分組成:【出塊獎勵】【交易費用補貼】

1、出塊獎勵

出塊獎勵比較簡單，我們都知道其遵循減半規則，目前已經發生了四次減半，對應如下:

1.2012 年 11 月，第一次減半，獎勵從 50 BTC→ 25 BTC

2.2016 年 7 月，第二次減半，獎勵從 25 BTC→ 12.5 BTC

3.2020 年 5 月，第三次減半，獎勵從 12.5 BTC→ 6.25 BTC

4.2024 年 4 月，第四次減半，獎勵從 6.25 BTC→ 3.125 BTC

因為成本我們是按照$計價的，因此收益我們也換算成對應的$來計算，為了簡化計算(減少數據量)，我做了一個假設:

取一個月 BTC 的平均價格(开盤+收盤價格的均值)作為這一個月每天的 BTC 價格數據
平均出塊間隔按照 10 min 來計算

得到下圖:

結合這兩張圖，再與電費支出的圖形做對比，可以看到:

在絕大部分時間內，礦工出塊的獎勵都能夠覆蓋成本並獲利
早期的獲利很高，即使是按照當時的價格賣出依然如此，這也是行業發展的紅利期
在牛市階段，礦工的獲利也很豐厚，價格是其中關鍵的因素
在上一輪，BTC 的價格在減半後大約 4 個月开啓主升浪
當前階段，單從出塊獎勵來看，獲利水平已經降低

2、交易費用補貼

礦工另外一個非常重要的費用是“交易費用的補貼”，這也被認為是未來解決減半產生的區塊獎勵減少的彌補部分，這很好理解，如果區塊獎勵降低，那么只要鏈上的交易更加活躍，那么礦工的收益仍然可以得到保證。

當然，我們也需要考慮另外一個因素，及交易對應的 gas，如果交易過多，那么 gas 自然高，交易費用也會被自然的推高。

讓我們用數據來看一下實際情況:

從對比曲线上可以看出：

鏈上的活動在大趨勢上呈現的是上漲態勢，但是是否可以持續仍未可知，因為從 2016 年-2023 年的鏈上活動是差不多的;

交易費用在一些特定時段會很高，但是整體上來說，絕大部分交易的費用都是<10 U 的

如果我們要計算具體的交易費用補貼，需要將這兩個數據進行相乘並做處理，因為數據量很大，我這裏用另外一個指標來觀察:【交易費用補貼在區塊獎勵中的佔比)

我粗略的採樣數據並計算了一下，得到圖表如下:

結合區塊獎勵，得到下圖:

結合礦工的支出，可知:

按照當前的 BTC 價格水平，交易費用獎勵暫時並沒有體現出比上一輪要更高的水准
因為礦工的支出水平是在上升的，因此礦工的收益確實在降低

3、BTC 價格

我覺得這個應該不需要討論，因為“BTC 價格一直上漲”這個論斷，理性的人應該很容易判斷這是不可能的，總不可能市值超過世界 GDP 吧?!

雖然我們希望 BTC 能在價格上能夠一直表現優異，但是其也受“客觀規律”的限制，每一輪 BTC 價格的漲幅都在降低，這是很顯然的事實

既然價格的上漲是有限度的，礦工的收益確實會逐漸降低，那么維持當前安全度的預期可能就會發生變化，最終影響網絡的安全性。

因此， Justin Bons 提到的問題是切實存在的 ，但是解決方式是否如其所說要么“解除硬頂”，要么“分叉大區塊”，我覺得這需要另外的討論。

四、解決方案的探討

礦工收益受兩方面影響:成本和收入，在這兩個方向我們都有一些解決方案。

1、成本方面

在成本上可以做的事情有：

進一步提升挖礦功效，發展硬件、優化算法，進一步降低單位算力的成本;
爭取更低價格的能源，當然，也需要考慮到穩定性;
期待世界能源技術的變化，比如如果商用的可控核聚變得到發展，那么能源的獲取價格會大大降低，能夠降低成本;

當然，我們也需要意識到，礦工從以往“挖必賺時代”必然會慢慢轉入“挖礦博弈時代”，投資者需要充分考慮好風險和投入產出的結果再決定是否參與其中。

這與我們當前的形勢很像，大家都會覺得賺錢很難，因為行業已經過了早期的紅利期，競爭變的很激烈，不是那個隨便买就能賺錢的時代，博弈會是主旋律。

2、收入方面

區塊獎勵

這一部分暫時是不可變更的，完全按照減半規則來，礦工出塊的收益也將逐漸減到 0 ，這是一個不爭的事實。一個解決方法確實是“消除 2100 W 的硬頂”，然後設置比如“長尾獎勵”。但對於當下的認知來說，是極其難的，BTC 的 2100 W 共識是極其強大的，如果改變，必將對共識產生巨大影響。

交易費用補貼

所以，自然的思路是在“交易費用補貼”上做文章，提高這部分，從而彌補區塊獎勵的損失，疊加一定的 BTC 價格上升，讓這個體系可以盡可能長的運轉下去。

然而，BTC 當前主網的性能並不能支持大規模的交易，gas 和出塊時間都是問題，可能的解決方案有:

BTC 區塊擴容 ：搞大區塊，提升效率，這就是 Justin Bons 的另外一個方案;但是在當年“大小區塊之爭”之後，話語權基本上是被“小區塊擁護者”把持的，因此當下很難去啓動這樣的方案。當然，我很難去評價這種方案帶來的其他影響，比如對“去中心化程度”的影響等，需要更深入的理解行業的底層。
閃電網絡 ：讓閃電網絡更好的普及，普及到能夠代替一部分世界金融支付的範疇，然後加上技術創新讓上鏈的交易費用被多人平攤。當前每天的主網交易數量大概為 30-50 W 筆，而僅僅支付寶在雙十一一天的交易數量就能達到 97 億比，這裏面的數量級差異太大，還有很廣闊的發展空間。
BTC 原生網絡的拓展： BTC 網絡目前的功能還很弱，基於其拓展上的創新，不論是鏈上的還是鏈下的，只要主體上在增加 BTC 上的交易數量，對於交易費用的貢獻都是有的。

當然，還有一些思路，比如:對於一些聯合挖礦的項目，可以將算力並行運作，在挖 BTC 的同時獲得額外獎勵...

總體來說，對於 Justin Bons 的觀點，我的看法是：

哈希率確實不能作為衡量 BTC 安全的唯一指標，礦工的成本更能反映網絡的安全，當下的安全性並沒有降低;隨着減半造成的區塊獎勵減少，鏈上高費率的不可持續，BTC 價格不可能無限上漲，網絡安全性問題是切實存在的，也是需要引起討論的。但是並不是只有“取消硬頂”和“分又”才能解決，至少在目前，有一定的時間和方式來讓我們通過其他創新來嘗試解決這個問題。因此，斷言“BTC 的安全模型已經被破壞”為時尚早。