意见 | 关于比特币的安全预算

本文的目的是探讨比特币抵御 51% 攻击的能力（即比特币的“安全预算”）。 矿工之间的激烈竞争使系统无法从网络中收取足够的交易费用来维持安全预算，因此我们应该从所有支付市场收取交易费用。

本文是“两种类型的区块空间需求”和“在比特币上构建”讲座的续篇。 分析立场比上一篇更偏实证。

一、什么是“安全预算”

比特币的“安全预算”是我们每年付给矿工的钱数（换句话说就是每年花在挖矿上的钱，两者没有区别）（译者注：在会计上不相等，但在经济学上两者有相同的意义）。 在安全预算不高的情况下，可以以极低的成本发动51%的攻击。 比特币 2018 年的安全预算约为每天 700 万美元。 由此可以推断，比特币系统每年的维护成本（永无休止的51%攻击军备竞赛）不会超过26亿美元。

2017年美军的国防预算约为5900亿美元，而美联储每年的运营支出也达到了57亿美元。 相比之下，26亿的安保预算还是太少了。

2.区块奖励

幸运的是，我们可以期待区块奖励价值的提升，给我们带来更高的安全性。 虽然区块奖励总是每四年减半（相当于减少0.84倍），但无论比特币的法币价格多高，只要比特币每年升值19%以上，就足以抵消了产出减半带来的区块奖励缩水的影响。 从历史来看，比特币的年均升值幅度远高于 19%（最高可达 70%），因此随着时间的推移，比特币的安全预算能够持续增长是肯定的。

当然，比特币的价格总有一天会停止上涨。 比特币虽然设计得相当成功，但很可能最终会停滞在 1.077[1] 的年价值增长率，这是目前全球所有货币的名义价值增长率。

下表显示了安全预算的增长趋势和最终达到拐点后的下降趋势：

上表描述了比特币安全预算的趋势，每一行代表不同的年份。 理论最大汇率的上限取自 Game and Watch 论文。 表中的估计市场汇率是根据历史数据和增长因素计算得出的，并进行了一些额外处理以更快地达到理论上限。 美国国防预算栏是使用维基百科的数据估算的。 “安全比率”是指可以分配多少百分比的国防预算来成功销毁比特币。 以上所有数字均以美元表示。

“冷漠期”是指比特币虽然脆弱，但只有一小部分攻击者愿意费心发动攻击，而绝大多数势力根本不关心比特币这个新生事物。 “健康期”是指发达的比特币抵御超大型财团恶意攻击的能力。 最后的“死亡期”指的是惨淡的结局，比特币终将被轻而易举发起的 51% 攻击击沉。

三、交易费用 一、理想的“交易费用压力”

众所周知，交易手续费就是为了解决这个问题而设计的。 正如 Greg Maxwell 强调的那样：

手续费压力是系统有意设计的一部分，是目前最好的解决方案，对比特币系统的长期生存至关重要。

他后来提出了一个著名的观点：

就我个人而言，我确实相信市场活动可以自行支付足够的费用来维持安全，而无需诉诸通货膨胀。

这种观点（需要“交易手续费压力”）非常普遍。 Roger Ver 曾引用过其他比特币研究人员的类似观点，虽然目的是为了政治抹黑持不同政见者，但所引用的观点仍然非常准确。

二。 二元性

比特币的双重性（它作为货币单位的属性和作为支付手段的属性）自诞生以来就让很多人感到困惑。

通常，钱币学家和经济学家会忽略比特币的支付方式属性（指责比特币没有“内在价值”）。 商人和银行家们往往忽视了比特币的货币单位属性（认为购买比特币是一种极其幼稚的投资），然后抱着发财致富跑路的心态收割“区块链”概念的价值。

比特币的二元性困境也体现在当前的“扩容之争”中。 大家讨论的重点是“交易媒介”重要还是“价值存储”的使用场景更重要。

同时，我认为在长期的安全预算分析中，比特币二元性的困境依然存在。 考虑下表：

三、 交易费真的是“比特币”吗？ 虽然区块奖励和交易手续费都属于“安全预算”，但两者可以说是毫无关系的两件事。 区块奖励和交易手续费的区别，就像“2017年VISA的总利润”和“2017年M2的总增长”之间的区别。 虽然 VISA 的利润反映了 VISA 与其竞争对手（万事达卡、ACH、西联汇款等）相比为其客户提供的优质服务的价值，但 M2 的变化却大不相同，反映了包括选举在内的变化。 其他因素包括结果、公众舆论、商业周期、联邦政策等。 M2与日元相比可能并不算离谱，但与万事达卡相比就太过分了。

交易费用以比特币计价。 但与区块奖励不同的是，手续费的数额会随着比特币的汇率波动而变化。 随着比特币汇率的上涨，当前的聪/字节交易定价会变得过高，用户将不愿意按照这个定价支付交易手续费（进而实现聪/字节名义价格的降低）。

所以交易手续费并不是真正的“以比特币计价”，虽然比特币协议一直试图按照这个逻辑来误导用户支付交易手续费，但市场行为并没有往这个方向发展。 事实上，交易费用是根据购买力定价的。 目前（比特币到来之前的蓬勃发展时期），可以说体现在美元上。

因此，例如，“2017 年 12 月，比特币的交易费用相当于 28 美元”的观点是可以的。 反过来说，比特币的交易手续费“高达0.0015,0000 BTC”，是无法理解当今交易手续费的真正定价规则。 因为如果比特币的价格上涨 10 倍[2]，此时交易手续费将下降到 0.0001,5000 BTC。

四、 奖励产品

每当商品价格上涨时，企业家就会想方设法增加产量。 （持币者总会尝试交易，但这个暂时不在本文讨论范围内）

众所周知，比特币的数量上限被定为2100万枚。 目前比特币的生产速度是（即）每块 12.5 个比特币，这个速度将持续到下一次减半。

除了比特币，另一种商品“比特币块中的字节数”也受到限制。 最初块大小被限制在后来广泛讨论的 1MB，现在设置为每个块大约 2.3MB。

前面提到：只要区块变得更有价值，创业者就会想方设法产出更多的区块。

一种方法是重启边际租金较小的老矿机。 随着算力的增加，可以暂时加快出块速度。 当然，随着新的难度周期调整，出块率会恢复正常（每10分钟出一个块）。 作为另一个出路，企业家将开采山寨币。

五、作为替代品的山寨币

山寨“硬币”是比特币“硬币”的糟糕替代品。 每一种货币形式都不可避免地与其他货币进行生死竞争：货币具有很强的网络效应； 可识别属性对货币传播具有超线性促进作用； 交易受汇率影响导致Token兑换会很不方便。 所以人们真正需要的是比特币，每个人都想把其他币扔进历史的废墟！

但是当考虑交易费用和“比特币块中的字节”的高售价时，有一个微妙的转折：山寨币块空间可以算作比特币块空间的良好替代品。 不过，这样的需求并不影响人们对比特币的持续追捧。 只有少数用户愿意在买东西时使用比特币作为支付手段。 这张来自 2013 年 FINCEN 国会调查的图片可以说明这一点：

通过区块链支付方式发送的硬币可以随时调整。 人们可以发送价值“20 美元”的 LTC； 价值“1 BTC”的狗狗币； 或 EOS 价值“三明治”。 借助“交易所”（例如：Coinbase、ShapeShift、SideShift、BitPay、LocalBitcoins、多币种钱包、CC ATM 等），人们可以轻松地使用不同形式的硬币进行支付。

此外，即使是铁杆比特币原教旨主义者偶尔也会明确承认山寨币支付方式是比特币支付方式的替代品的（真实）假设[3]。 当交易费用在 2017 年底飙升时，许多人提出了这一点：

六。 需要有竞争力的支付方式

目前，本应发挥核心作用的“手续费压力”已经溜走。

下图是以比特币计价的交易手续费（该图来自本网页）：

这是一张以美元计算的交易费用图表（图片来自该网页）：

可见交易手续费压力的影响是分散的。 目前典型的比特币交易成本约为 30 至 40 美分——比 VISA 交易便宜得多。

比较历史数据，取 90 天的移动平均线...

……对比下面两张图：

我们可以看到，比特币在 2017 年 5 月突破了“1 美元交易费红线”比特币区块上限大小，这一趋势与山寨币的上涨趋势一致。 也可以看出，“交易手续费压力”在2017年底迅速消失，之后小幅出现。 最终比特币区块上限大小，可以看出，这种压力的释放恰逢比特币网络交易量的突然（前所未有的）下降。

对我来说，上面的数据反驳了用户愿意支付高额比特币交易费用的理论是错误的。 事实上，他们过去只是不情愿地支付高额交易费用，而且只是在短暂的泡沫期间（人们害怕错过）。

如果人们会支付高额比特币交易费用的理论被证伪，那么未来的交易费用不会比今天的美元交易费用高多少。

据 blockchain.info 称，过去 12 个月的交易费用总计 7000 万美元。 （12 个月前这个数字是 7.7 亿美元）

回头看看上面的图表，交易费用的总额可以忽略不计。 毕竟总价7000万美元的交易手续费按照上图中的单位（10亿）计算也只有0.07。

如果用户对手续费的价格比较敏感，只愿意支付尽可能低的手续费，那么如何提高总手续费呢？

七。 其他交易费用的来源

一种。 闪电网络

闪电网络（如果成功）可以将许多“真实世界的交易”打包成两个链上交易。

这一成果的直接效果是降低了链上的交易费用，但从长远来看，它可以增加总交易费用。 闪电网络增加了链上每笔交易的效用（链上一笔交易完成多笔交易的工作），让每个用户都愿意为链上支付更多的交易手续费。

那么闪电网络能带来多高的总交易费呢？

此时的任何意见都只是猜测。 我认为闪电网络不可能将总交易费用提高两个数量级以上。

首先，仍然需要创建链上交易并定期维护闪电网络。 因此，仍然需要支付链上交易费用的闪电网络用户仍然会想方设法减少这笔支出。 同时，山寨币可以完全构建自己的闪电网络（反正复制闪电网络和复制其他代码没什么区别）。 这种闪电网络之间的竞争与不同区块链之间的竞争如出一辙。

请注意，根据定义，支付给闪电中继节点 [4] 的交易费用不会支付给矿工。 因此，不会出现多个闪电网络交易费用被“聚合”成一大笔链上交易费用的情况（因为不经济）。

第二，闪电网络的用户体验永远比链上用户差。 闪电网络需要交互，即每个用户必须在线并进行【签名交易】等操作才能接收支付。 这也意味着用户在闪电网络中的合作伙伴可能会造成不便（例如他们宕机没有反应或计算机实际上着火了），甚至直接扰乱用户的正常使用。 虽然闪电网络经过巧妙设计，可以最大限度地降低其引入的风险，但它最终会影响用户体验。 自然，陷入困境的用户也很容易从在主链上使用闪电网络交易切换到在山寨币上使用链上交易。

b. 合并侧链挖矿

合并挖掘的侧链可以执行山寨币的所有功能，但无需购买新代币。 因此，该方案下的汇率风险极低，能够提供良好的用户体验。

此外，合并侧链挖矿会将所有收到的交易费用发送给比特币矿工。 使用合并盲挖技术，这个过程不需要用户或矿工运行额外的侧链节点软件。

一组由大块组成的侧链可以处理大量交易。 在下一节中，我将假设某个侧链网络完全取代了 VISA（只是 VISA），从而获得了 VISA 的所有交易手续费利润。 VISA 只占整个支付市场（包括支票、西联汇款、Apple Pay 等）的一小部分，但它不言自明。

八。 VISA交易手续费收入

原以为VISA的主要收入是用户支付的资金利息，但查阅了相关资料，事实并非如此。

他们最近的年度报告第 40 页写道：

我们的营业利润主要来自用户使用VISA购买产品或服务时使用的VISA支付方式，即来自VISA网络中处理的交易。 我们不会也不能牺牲自己的信用来从用户存放在VISA产品中的资金中获取利息或收入。

因此，VISA的主要利润还是来自交易手续费。 这样，下面的比较就顺理成章了。

VISA的总利润从2013年的117.78亿美元增长到2017年的185.38亿美元，每年的增长率约为12%。

假设这样的增长势头，可以得到下图：

单击链接以查看 Excel 表格。

上表是上面的“安全预算表”，新增一栏：VISA交易费。 这些交易费用，加上基本的区块奖励，构成了最终的新安全预算。

从长远来看，这样的安全预算更安全。

综上所述

抵御 51% 攻击需要比特币有很高的“安全预算”。 今天的交易手续费收入远远不够，我们必须保证未来交易手续费总额能够增加到足以覆盖“安全预算”。

虽然提高价格（比如提高Satoshi/byte交易费率）可以在一定程度上增加收益，但不幸的是由于众多链之间的竞争，一味提高交易费率只会被市场反击，适得其反.

更好的做法是一口吞下整个支付市场，将交易手续费全部收入囊中。 利用合并的侧链挖掘，可以在不影响去中心化的情况下实现这一点。

脚注

[1]. 这个数据是按1.077 = (25.94/5.85)^(1/20)计算的。 您可以看到 1.077 低于所需的“站立速度”1.19。

[2]. 我的意思是如果在2017年底的“泡沫”中，USD/BTC的价格直接暴涨了10多倍。 换句话说，如果比特币在 2017 年 1 月只有 9000 美元，那么它直接涨到 190000 美元。

[3]. 我清楚地记得很多例子，但（在我放弃之前）只检索到以下内容。 如果您找到或记得其他示例，请务必给我发消息。 如果没有更多的例子，我最终会删除这一段。

[4]. 这里的“支付给闪电网络转发器的交易费用”是指用户（链下）支付给维护闪电网络支付路径的闪电网络节点的费用。

（结束）

（文中提供了很多超链接，请点击阅读原文在EthFans网站获取）

原文链接：