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”）。

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得系统无法从足以维持安全预算的网络中收取交易费用，因此我们应该从所有支付市场获得交易费用。

本文是“两种类型的区块空间需求”和“建立在比特币上”的讨论的延续，比之前的文章更具经验性的立场。

1. 什么是“安全预算”

比特币的“安全预算”是我们每年支付给矿工的金额（也就是说，我们每年在挖矿上花费的金额，两者没有区别）两者意义相同）。在安全预算不高的情况下，可以以极低的成本发起 51% 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，比特币系统一年的维护成本（永无止境的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，美联储每年的运营费用达到57亿美元。相比之下，26亿的安全预算还是太少了。

2. 区块奖励

幸运的是，我们可以希望区块奖励价值的增加能够为我们带来更高的安全性。尽管无论比特币的法币价格有多高（相当于逐年下降 0.84 倍），区块奖励总是每四年减半，但只要比特币的年升值超过 19% ，这足以抵消减产造成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%），因此可以肯定比特币的安全预算可以随着时间的推移持续增长。

当然，比特币的价格终有一天会停止上涨。虽然比特币在设计上相当成功，但它也很有可能最终停滞在 1.077[1] 的年价值增长率上，这是目前世界上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以及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。理论上的最大汇率上限取自 Game and Watch 论文。表中估计的市场汇率是根据历史数据和增长因素计算的，为了更快地达到理论上限，进行了一些额外的处理。美国国防预算清单是根据维基百科数据估算的。“安全率”是指可以从国防预算中拿出多少百分比的国防预算来成功摧毁比特币。以上所有数字均以美元为单位。

“冷漠期”意味着虽然比特币很脆弱，但只有一小部分攻击者愿意费心攻击，绝大多数势力根本不关心新的比特币。“健康期”是指开发出来的比特币抵御大型财团恶意攻击的能力。最后的“死区”指的是一个惨淡的结局，比特币最终将被轻松发起的 51% 攻击击沉。

3. 交易费用 I. 理想的“交易费用压力”

众所周知，交易费用就是为了解决这个问题而设计的。正如 Greg Maxwell 所强调的：

交易费用压力是系统设计的有意部分，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：

就个人而言，我确实相信市场活动本身可以提供足够的费用来维持安全而不会通货膨胀。

这种观点（需要“交易费用压力”）很普遍。Roger Ver 引用了其他比特币研究人员的类似观点，虽然其目的是在政治上抹黑持不同政见者，但这些引用非常准确。

二、对偶

自比特币问世以来，它的二元性（财产作为货币单位，财产作为支付手段）一直困扰着很多人。

通常，分子和经济学家会忽略比特币的支付属性（指责比特币没有“内在价值”）。商家和银行家往往会忽略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），然后以一种抓到就跑的心态来收获“区块链”概念的价值。

比特币的二元困境也体现在当下的“扩容之争”中，大家的讨论集中在“交易媒介”更重要，还是“价值存储”使用场景更重要。

同时，我认为在长期的安全预算分析中，比特币的二元性困境依然存在。考虑下表：

三、交易费用真的是“比特币”吗？虽然区块奖励和交易费用都属于“安全预算”，但可以说是两个独立的东西。区块奖励和交易费用的差异就像“2017年VISA的总利润”和“2017年M2的总增长”之间的差异。虽然 VISA 的利润反映了 VISA 为用户提供比其竞争对手（万事达卡、自动票据交换所、西联汇款等）更好的服务的价值，但其他因素包括结果、舆论、商业周期、联邦政策等。将 M2 与日元进行比较可能不是不可能的，但将其与万事达卡进行比较就有些夸张了。

交易费用以比特币计价。但与区块奖励不同的是，手续费的金额会随着比特币的汇率而变化。随着比特币汇率的上涨，当前的聪/字节交易价格会变得过高，用户不会愿意以这个价格支付交易费用（进而实现聪/字节名义价格的降低）。

所以交易费用并没有真正“以比特币计价”，虽然比特币协议一直试图按照这个逻辑误导用户支付交易费用，但市场行为并没有这样发展。交易费用实际上是以购买力计价的，现在（比特币化之前的繁荣时期）可以说是用美元来表示的。

因此，例如，“在 2017 年 12 月，比特币的交易费用相当于 28 美元”的概念是可以的。反之，说比特币的交易费用“高达 0.0015,0000 BTC”，就是不了解当今交易费用的真实定价规则。因为如果比特币的价格升值 10 倍[2]，此时交易费用将下降到 0.0001,5000 BTC。

四。激励产品

每当一种商品的价格上涨时，企业家就会想方设法增加产量。（持有者总会尝试交易，但暂时不在本文讨论范围内）

众所周知，比特币的数量上限为 2100 万。当前的比特币生产速度（即）是每块 12.5 个比特币，并且这个速度将持续到下一次生产减半。

除了比特币比特币在哪里买最安全，另一种商品“比特币块中的字节数”也受到了限制。最初，块大小被限制为备受讨论的 1MB，现在设置为每个块大约 2.3 MB。

如前所述：一旦区块变得更有价值，创业者就会想方设法生产更多的区块。

一种方法是以较小的边际租金重启老矿工。随着算力的增加，区块的出块速度可以暂时加快。当然，随着新难度周期的调整，出块率会恢复正常（每10分钟出块）。作为另一种出路，企业家将开采山寨币。

V. 作为替代品的山寨币 山寨币是比特币的较差替代品。每种形式的货币都不可避免地与其他货币进行生死竞争：货币具有强大的网络效应；可识别的属性对货币的价差具有超线性影响；交易都是汇率造成的 Token转换会很不方便。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中！

但是比特币在哪里买最安全，当您考虑交易费用和“比特币区块中的字节数”的高售价时，会有一个微妙的转折：山寨币区块空间可以被认为是比特币区块空间的良好代理。不过这样的需求并不妨碍人们继续追求比特币，只有少数用户愿意在购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澄清这一点：

通过区块链支付发送的硬币总是可以调整的。一个人可能会发送价值“20 美元”的 LTC；价值“1 BTC”的狗狗币；或 EOS 的“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，即使是那些铁杆比特币原教旨主义者偶尔也会明确承认（真实的）假设[3]，即作为支付手段的山寨币是比特币的替代品。在 2017 年末交易费用飙升之际，许多人提出了这一点：

六、需要竞争的支付方式

目前，本应发挥核心作用的“交易费压力”已经有所作为。

下图是以比特币计价的交易费用（图表来自此页面）：

此图是以美元为单位的交易费用（图表来自此页面）：

可以看出，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 到 40 美分——比 VISA 交易便宜得多。

比较历史数据并找到 90 天的移动平均线……

...比较以下两个图表：

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”，这一趋势与山寨币的崛起一致。也可以看出，“交易手续费压力”在2017年底迅速消失，随后小幅出现。最终，可以看出，这种压力的释放与比特币网络交易量的急剧（前所未有）下降相吻合。

对我来说，上述数据证明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，他们只是勉强支付了高额的交易费用，而且只是短暂的泡沫期（人们害怕走出去）。

如果人们将支付高额比特币交易费用的理论被证伪，那么以美元计算，未来的交易费用不会比今天的交易费用高多少。

根据 blockchain.info 的数据，过去 12 个月的交易费用总计 7000 万美元。（12 个月前 7.7 亿美元）

回头看看上面的图表，交易费用总额简直是微不足道。毕竟，按照上图中的单位（10亿），总价7000万美元的交易手续费只有0.07。

如果用户对交易费用的价格敏感，只愿意支付尽可能低的交易费用，我们如何提高总交易费用？

七。剩余交易费用的来源 闪电网络

闪电网络（如果成功）可以将许多“现实世界的交易”打包成两个链上交易。

这一结果的直接影响是降低了链上交易费用，但从长远来看，它会增加总交易费用。通过增加每笔链上交易的效用（一次链上交易完成多笔交易的工作），闪电网络让每个用户都愿意支付更多的链上交易费用。

那么闪电网络到底能带来多高的总交易费用呢？

此时的任何意见都只是猜测。我只是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，山寨币可以完全建立自己的闪电网络（复制闪电网络和复制其他代码没有区别）。闪电网络之间的这种竞争实际上与不同区块链之间的竞争完全一样。

请注意，根据定义，支付给闪电网络中继节点 [4] 的交易费用不支付给矿工。因此，设想中的多个闪电网络交易费用“聚合”成一个大的链上交易费用的设想将永远不会发生（因为它不经济）。

其次，闪电网络的用户体验永远比链上用户的体验差。闪电网络需要交互，即每个用户都必须在线并进行[签名交易]之类的事情才能获得报酬。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（比如宕机不响应或者电脑真的着火了），甚至直接扰乱了用户的正常使用。虽然闪电网络的巧妙设计将其引入的风险降至最低，但它最终仍会影响用户体验。当然，问题用户也很容易从主链上的闪电交易切换到山寨币的链上交易。

湾。合并侧链挖矿

合并开采的侧链可以执行山寨币的所有功能，但不需要购买新的代币。因此，该方案下的汇率风险极低，可以提供良好的用户体验。

除此之外，合并的侧链挖矿将收到的所有交易费用发送给比特币矿工。使用合并盲挖技术，此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，我将假设侧链网络完全取代 VISA（仅 VISA），从而获得 VISA 的所有交易费用利润。VISA 只是整个支付市场（包括支票、西联汇款、Apple Pay 等）的一小部分，但它很能说明问题。

八。VISA交易手续费收入

本来以为VISA主要是把用户支付的利息作为主要收入，但查了相关资料，一点也不想当然。

他们最近的年度报告第 40 页显示：

我们的营业利润主要来自用户使用VISA购买产品或服务的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我们的信用来从用户在 VISA 产品中投入的资金中获得利息或收益。

因此，VISA的主要利润仍然来自交易手续费。这使得下面的比较合乎逻辑。

VISA 总利润从 2013 年的 117.78 亿美元增加到 2017 年的 185.38 亿美元，年增长率约为 12%。

假设这个增长率，可以得到下图：

单击链接以查看 Excel 工作表。

上表就是上面的“安全预算表”。添加了一个新栏目：VISA 交易费用。这些交易费用，加上底层的区块奖励，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

防御 51% 攻击需要比特币有很高的“安全预算”。今天的交易费用收入远远不够，我们必须确保总交易费用增加足以覆盖未来的“安全预算”。

虽然提高价格（比如提高 satoshi/byte 的交易率）可以在一定程度上增加收益，但不幸的是由于多链之间的竞争，一味地提高交易率只会遭到市场的反击，这是适得其反。

更好的方法是一口吞下整个支付市场，将所有交易费用收入囊中。通过合并侧链挖矿，可以在不影响去中心化的情况下实现这一点。

脚注

[1]。此数据由 1.077 = (25.94/5.85)^(1/20) 计算得出。是的，看到 1.@ >077 低于 1.19 所需的“静止速度”。

[2]。我的意思是，如果在 2017 年底的“泡沫”中，USD/BTC 的价格会暴涨 10 倍以上。换句话说，如果比特币在 2017 年 1 月只有 9,000 美元，那么它直接达到了 190,000 美元。

[3]。我清楚地记得有很多例子，但是（在我放弃之前）只恢复了以下几个。如果您发现或记得其他示例，请务必给我发消息。如果真的没有更多的例子，我最终会删除这一段。

[4]。“支付给闪电网络转发者的交易费用”，这里是指用户（链下）支付给维护闪电网络支付路由的闪电网络节点的费用。

（结束）

（文中提供了很多超链接，请点击阅读原文并在EthFans网站上获取）

原文链接：