BTC真的面临安全性问题吗？
作者：DaPangDun，独立研究员 来源：mirror
7月9日，Justin Bons在推特上发了一篇长文，发表了“BTC的安全模型已经被破坏”的论点，并按照他的逻辑做了论证。
我对这个看法很感兴趣，所以试着对这个观点和论据做分析。
Justin Bons的逻辑
首先，我梳理了Justin Bons在这篇推文中的逻辑：
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哈希率不等于BTC的网络安全，生产哈希的成本（及矿工的成本）才是BTC网络安全的保证；当前的网络安全性比三年前还要低；
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随着减半造成的区块奖励减少，叠加链上高费率的极端情况不可持续，矿工的收益将会并正在降低；
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因此，要维持当前的安全程度，就需要BTC价格持续的上涨，这是不可持续的；
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届时只有通过取消2100万的硬顶或者分叉来解决困境；
最终，他得出的结论是：
BTC 的安全模型已崩溃，为了维持当前的安全水平，它的价格必须每 4 年翻一番，这个过程需要持续一个世纪，否则将维持极高的费用！这是不可能的，因为这样它将需要在几十年内超过全球 GDP市值！
我们来逐条分析其逻辑中的每个要点及论据。
BTC网络的安全性指标
>Hashrate的演变
我们常常用hashrate来衡量POW网络的安全性，可以通过下图看出，当前的hashrate是在上涨的趋势中，因此这被认定为BTC的网络安全性在不断增强的证据。
不过，我们也需要意识到：挖矿硬件的变化确实让获得单位算力的成本在降低，下图为Bitmain历年的BTC挖矿机器型号及功效：
根据上图，我绘制了机器效率的演变图，如下：
可以看到，机器的效率越来越高，现在的设备相对于10年前效率提升了30-40倍；
我们还需要注意到：随着能源开采技术的发展、能源形式（绿能等）的多样化，能源的成本也在降低，这会进一步降低矿工的挖矿成本。
因此，确实不能完全依照hashrate来衡量整体系统的安全度。那么矿工的成本是不是一个好的衡量系统安全度的指标呢？
>矿工成本
矿工是参与“BTC分配”中最重要的角色，因此矿工真实并持续投入的总成本确实可以看作是网络的“安全阀”，如果要攻击这个网络，需要花费足够的成本才能达到效果，而这个攻击成本与矿工的投入成本是直接相关的。
矿工成本的计算比较困难，因为要包括“矿机费、维护费、电费等”，所以我们在计算时提前做一些假设来简化这个过程：
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矿机费暂和维护费等暂时不考虑，因为前者还涉及到折旧、优惠、保险等，后者与矿场的自动化水平、管理水平有关，所以仅考虑电费（电费很可能是最大的一部分）
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每个时期的矿机均按照当时段Bitmain最好的矿机来计算
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电费是波动的，这里简单的按照0.12$/kw来计算
得到计算结果如下图：
可以看出，估算的矿工消耗的成本在整体上还是呈现上升的趋势的。因此，如果认为矿工的成本是影响网络安全性的重要指标，当前网络的安全性还是呈现上涨趋势的。
为什么Justin Bons会说安全性降低了，因为他用矿工的收益来作为衡量安全性的标准，而收益仅仅只是对于未来的判断，矿工的支出才应该是当下安全性的保证。
>成本对市值的占比
当然，这里有一个问题，让我们考虑一个情况：
用1M的成本来保护1B的资产安全还是用10M的成本保护100B的资产安全呢？
有人会说1M/1B的比值比10M/100B的占比高，因此安全性更高；也有人说10M的资金总量大，因此安全性更高。
二者都有道理，我个人的看法是：
在成本没有达到一个足够量级的水平时，成本会是一个更好的衡量标准，这是门槛问题；如果成本已经高到一个足够的水平，那么成本对于市值的占比将会是一个更好的衡量标准。
矿工的收益
如果矿工的成本是影响网络安全最重要的因素，那么矿工的收益就是影响整体矿工维持这种安全性最重要的因素。
矿工的收益主要有两部分组成：【出块奖励】【交易费用补贴】
>出块奖励
出块奖励比较简单，我们都知道其遵循减半规则，目前已经发生了四次减半，对应如下：
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2012年11月，第一次减半，奖励从50BTC→25BTC
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2016年7 月，第二次减半，奖励从25BTC→12.5BTC
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2020年5 月，第三次减半，奖励从12.5BTC→6.25BTC
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2024年4 月，第四次减半，奖励从6.25BTC→3.125BTC
因为成本我们是按照$计价的，因此收益我们也换算成对应的$来计算，为了简化计算（减少数据量），我做了一个假设：
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取一个月BTC的平均价格（开盘+收盘价格的均值）作为这一个月每天的BTC价格数据
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平均出块间隔按照10min来计算
得到下图：
结合这两张图，再与电费支出的图形做对比，可以看到：
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在绝大部分时间内，矿工出块的奖励都能够覆盖成本并获利
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早期的获利很高，即使是按照当时的价格卖出依然如此，这也是行业发展的红利期
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在牛市阶段，矿工的获利也很丰厚，价格是其中关键的因素
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在上一轮，BTC的价格在减半后大约4个月开启主升浪
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当前阶段，单从出块奖励来看，获利水平已经降低
>交易费用补贴
矿工另外一个非常重要的费用是“交易费用的补贴”，这也被认为是未来解决减半产生的区块奖励减少的弥补部分，这很好理解，如果区块奖励降低，那么只要链上的交易更加活跃，那么矿工的收益仍然可以得到保证。
当然，我们也需要考虑另外一个因素，及交易对应的gas，如果交易过多，那么gas自然高，交易费用也会被自然的推高。
让我们用数据来看一下实际情况：
从对比曲线上可以看出：
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链上的活动在大趋势上呈现的是上涨态势，但是是否可以持续仍未可知，因为从2016年-2023年的链上活动是差不多的；
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交易费用在一些特定时段会很高，但是整体上来说，绝大部分交易的费用都是＜10U的
如果我们要计算具体的交易费用补贴，需要将这两个数据进行相乘并做处理，因为数据量很大，我这里用另外一个指标来观察：【交易费用补贴在区块奖励中的占比】
我粗略的采样数据并计算了一下，得到图表如下：
结合区块奖励，得到下图：
结合矿工的支出，可知：
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按照当前的BTC价格水平，交易费用奖励暂时并没有体现出比上一轮要更高的水准
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因为矿工的支出水平是在上升的，因此矿工的收益确实在降低
>BTC价格
我觉得这个应该不需要讨论，因为“BTC价格一直上涨”这个论断，理性的人应该很容易判断这是不可能的，总不可能市值超过世界GDP吧？！
虽然我们希望BTC能在价格上能够一直表现优异，但是其也受“客观规律”的限制，每一轮BTC价格的涨幅都在降低，这是很显然的事实。
既然价格的上涨是有限度的，矿工的收益确实会逐渐降低，那么维持当前安全度的预期可能就会发生变化，最终影响网络的安全性。
因此，Justin Bons提到的问题是切实存在的，但是解决方式是否如其所说要么“解除硬顶”，要么“分叉大区块”，我觉得这需要另外的讨论。
解决方案的探讨
矿工收益受两方面影响：成本和收入，在这两个方向我们都有一些解决方案。
>成本方面
在成本上可以做的事情有：
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进一步提升挖矿功效，发展硬件、优化算法，进一步降低单位算力的成本；
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争取更低价格的能源，当然，也需要考虑到稳定性；
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期待世界能源技术的变化，比如如果商用的可控核聚变得到发展，那么能源的获取价格会大大降低，能够降低成本；
当然，我们也需要意识到，矿工从以往“挖必赚时代”必然会慢慢转入“挖矿博弈时代”，投资者需要充分考虑好风险和投入产出的结果再决定是否参与其中。
这与我们当前的形势很像，大家都会觉得赚钱很难，因为行业已经过了早期的红利期，竞争变的很激烈，不是那个随便买就能赚钱的时代，博弈会是主旋律。
>收入方面
区块奖励
这一部分暂时是不可变更的，完全按照减半规则来，矿工出块的收益也将逐渐减到0，这是一个不争的事实。一个解决方法确实是“消除2100W的硬顶”，然后设置比如“长尾奖励”。但对于当下的认知来说，是极其难的，BTC的2100W共识是极其强大的，如果改变，必将对共识产生巨大影响。
交易费用补贴
所以，自然的思路是在“交易费用补贴”上做文章，提高这部分，从而弥补区块奖励的损失，叠加一定的BTC价格上升，让这个体系可以尽可能长的运转下去。
然而，BTC当前主网的性能并不能支持大规模的交易，gas和出块时间都是问题，可能的解决方案有：
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BTC 区块扩容：搞大区块，提升效率，这就是Justin Bons的另外一个方案；但是在当年“大小区块之争”之后，话语权基本上是被“小区块拥护者”把持的，因此当下很难去启动这样的方案。当然，我很难去评价这种方案带来的其他影响，比如对“去中心化程度”的影响等，需要更深入的理解行业的底层。
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闪电网络：让闪电网络更好的普及，普及到能够代替一部分世界金融支付的范畴，然后加上技术创新让上链的交易费用被多人平摊。当前每天的主网交易数量大概为30-50W笔，而仅仅支付宝在双十一一天的交易数量就能达到97亿比，这里面的数量级差异太大，还有很广阔的发展空间。
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BTC原生网络的拓展：BTC网络目前的功能还很弱，基于其拓展上的创新，不论是链上的还是链下的，只要主体上在增加BTC上的交易数量，对于交易费用的贡献都是有的。
当然，还有一些思路，比如：对于一些联合挖矿的项目，可以将算力并行运作，在挖BTC的同时获得额外奖励……
总体来说，对于Justin Bons的观点，我的看法是：
哈希率确实不能作为衡量BTC安全的唯一指标，矿工的成本更能反映网络的安全，当下的安全性并没有降低；随着减半造成的区块奖励减少，链上高费率的不可持续，BTC价格不可能无限上涨，网络安全性问题是切实存在的，也是需要引起讨论的。但是并不是只有“取消硬顶”和“分叉”才能解决，至少在目前，有一定的时间和方式来让我们通过其他创新来尝试解决这个问题。因此，断言“BTC的安全模型已经被破坏”为时尚早。
