深度解析:BTC的安全模型真的被破坏了吗?

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原文作者:DaPengDun(X:@DaPangDunCrypto)

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。

一、Justin Bons 的逻辑

首先,我梳理了 Justin Bons 在这篇推文中的逻辑:

  • 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;

  • 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;

  • 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;

  • 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。

    二、BTC 网络的安全性指标

    1、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?

    2、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:

    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)

    每个时期的矿机均按照当时段 Bitmain 最好的矿机来计算

    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。

    3、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 1 M 的成本来保护 1 B 的资产安全还是用 10 M 的成本保护 100 B 的资产安全呢?

    有人会说 1 M/1 B 的比值比 10 M/100 B 的占比高,因此安全性更高;也有人说 10 M 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。

    三、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】

    1、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:

    1.2012 年 11 月,第一次减半,奖励从 50 BTC→ 25 BTC

    2.2016 年 7 月,第二次减半,奖励从 25 BTC→ 12.5 BTC

    3.2020 年 5 月,第三次减半,奖励从 12.5 BTC→ 6.25 BTC

    4.2024 年 4 月,第四次减半,奖励从 6.25 BTC→ 3.125 BTC

    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:

    • 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

    • 平均出块间隔按照 10 min 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:

      • 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

      • 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

      • 在牛市阶段,矿工的获利也很丰厚,价格是其中关键的因素

      • 在上一轮,BTC 的价格在减半后大约 4 个月开启主升浪

      • 当前阶段,单从出块奖励来看,获利水平已经降低

        2、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:

        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;

        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<10 U 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:

        • 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

        • 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

          3、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。

          四、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。

          1、成本方面

          在成本上可以做的事情有:

          • 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;

          • 争取更低价格的能源,当然,也需要考虑到稳定性;

          • 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。

            2、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 2100 W 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 2100 W 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:

            • 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。

            • 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 30-50 W 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。

            • 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“分又”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。

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