比特币非常安全：对减少区块奖励的担忧被夸大了

本文的版权属于原始作者，仅代表作者自己的观点，不代表信用证或信用研究机构的观点或立场。这篇文章大约9,500字，阅读全文大约需要20分钟。

该版本阅读时间太长–本文全面讨论了有关比特币安全模型的担忧，该模型由大宗补贴和交易费资助。关键点：

块奖励

大约每10分钟创建一个新的比特币区块，其中包含新铸造的比特币（“区块补贴”）和交易（其中包括发送交易的实体支付的交易费用）。新铸造的硬币的价值加上交易费用被称为“整体奖励”。

根据用比特币代码编写的货币政策，每个区块中新铸造的硬币数量将随着时间的推移而减少，最终在2140年达到0％（也称为通货膨胀模型）。在撰写本文时，已经存在的所有比特币中有83％以上已经被铸造，目前的年通货膨胀率仅为3.8％。到2040年，将挖出超过99％的比特币。

“实际上，没有人可以充当中央银行或联邦储备金来随着用户数量的增长来调整货币供应量。这将需要一个受信任的方来确定价值，因为我不知道如何让软件知道各个项目的真实价值。如果有某种智能方法，或者我们想让某人积极管理货币供应并将其链接到某物，那么我们可以为此制定规则。” –中本聪

中本聪认为，不可能设定“适当的”通货膨胀率（由于当地知识问题），这会引起政治攻击，因此他决定从该过程中删除人为的决定。每次更改或修改货币政策时，人的管理都会重新进入系统，从而使货币供应的确定性无效。这最终导致社会可扩展性的降低，从而增加了分裂和去中心化的风险。可预测的货币政策是关键：比特币对长期稳定性和透明度的关注为投资者和开发商创造了信心。

换句话说，比特币的固定货币政策有效而直接地解决了产权问题：没有硬性供求上限，任何特定持有者拥有的所有未来股票的份额变得不确定；供应策略几乎总是随着时间稀释个人的货币份额。由于供应上限解决了房地产问题，因此这些货币的价值趋于增加。

我不会花更多的时间研究比特币的货币政策，因为我认为这是一个单独的主题，并且我需要一篇特别的文章（我将在接下来的几个月中发表）。

那么为什么这很重要？集体激励措施鼓励矿工保护网络。随着通货膨胀率接近零，矿工将越来越多地仅从交易费中获得收入。有些人担心，矿工不能单独为矿工提供足够的补偿。当存储大量财富时，安全性和信任至关重要。

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比特币安全模型

“几十年后，当奖励变得微不足道时，交易费将成为对（矿工）的主要补偿。” –中本聪

比特币的现有UTXO集（书）和新区块受博弈论和物理学的保护。比特币使用工作量证明（PoW）来使对帐簿的更改变得困难，这消除了信任并为任何可能的攻击者带来了外部成本。矿工购买硬件（资本支出）和电费（运营支出），并期望根据他们花费的工作量（哈希）获得一些整体奖励。集体奖励从经济上启发了矿工的行为。

随着比特币价格的上涨，区块奖励的价值也随之增加，这促使矿工将更多的计算能力投入生产。加密货币网络的能力越高，攻击51％的成本就越高。

安全的预算可以保护网络免受51％的攻击，这种攻击主要发生在区块链的尖端，而不是整个链重写，这将需要更多的资源。

在网络的早期阶段，大宗补贴对比特币矿工的奖励比交易费用更大。借助比特币的通货紧缩货币政策，大宗补贴每四年下跌约50％。这会造成波动和价格上涨：如果需求保持不变（或增加），则供应减少意味着需求将追逐投放市场的新铸币数量减少。由于供应冲击使比特币具有更大的知名度，这种影响使新的投机者成为其设计之美的一部分。

“随着用户数量的增加，每种货币的价值都增加了。它有可能产生正反馈回路。随着用户的增加，价值也随之增加，这可能会吸引更多的用户来利用不断增长的价值。” — — Zhong Bencong

尽管两者代表相同的安全预算，但整笔补贴和交易费用却大不相同。对于大块补贴，该值既可以用作发行新比特币的合理方式，又可以用作协议中内置的病毒性FOMO周期，从而增加了比特币信徒的数量和网络影响。这进一步扩大了仅通过交易费用提供安全性的需求。因此，这就是所谓的“补贴”的原因。

从长远来看，将存在有机的取舍：随着网络效应的增加，对区块空间的需求增加，从而减少了对区块补贴的需求。尽管我们不知道为什么Nakamoto为比特币选择了这个发布时间表，但我们可以推测。两半之间的间隔是很长的规划和建造时间。在相似的时间内，我们给了美国总统四年时间，让他实现对整个国家的计划。

通过Awe and Wonder（https://twitter.com/Awe_andWonder）所完成的模型，我们可以看到，到2030年左右，交易费用将始终代表大笔奖励的健康部分。如果长期（按年度）交易费占整体奖励的50％以上，则比特币将演变为更多地依赖交易费来生存。

Awe and Wonder的K线走势图和预测。 Y轴是比特币每日市值的百分比。

批评家经常声称，仅交易费用并不能提供足够的保障。但是适当的安全级别是多少？这是非常主观的，因为等待确认的次数取决于交易的大小和网络的运行状况。但是，尽管有主观性，我们仍应尝试进行计算。在MIT比特币会议上，Nic Carter（https://twitter.com/nic__carter/status/1104922151247847812）介绍了几种量化适当安全预算的方法：

阈值：在给定的安全支出水平下，比特币被认为是安全的

股票：安全支出应与比特币本身的价值联系在一起

增量：相对于交易量，交易费用必须大

我个人认为最好用最终达到阈值水平的一定百分比的股票来衡量安全性。股票比增量更有意义，因为随着ASIC效率下跌，矿工将越来越关注长期运营。最终，这已经达到了门槛，即使是最富裕的国家也很难打破。

我认为数千亿美元（以当前美元计）将是足够的安全预算，因为政府很难证明攻击比特币区块链的尖端浪费了这么多钱。他们还必须公开回应此类攻击，因为其公民（纳税人），企业和银行将投资于比特币。

请注意，因为您仍然无法轻易撤消历史交易，所以51％的攻击不会“杀死”比特币，此处（http://bitcoin.sipa.be/）计算其工作量。

“这可能还会增加交易费市场的价值，因为对移动比特币的需求应会增加，这为非攻击者推销服务交易费创造了更多动机” –尼尔·伍德芬

最后，在遭受51％持续攻击的绝对最坏情况下，必须保留的是UTXO集（书）。如果您必须放弃SHA256，就这样。在这种情况下，比特币可以使用已经具有成熟市场的另一种挖矿算法，从而使所有州级挖矿设备失效。我想明确地说，这将是最后的努力，不能保证它会成功，但是可能发生的简单事实可能会阻止一个国家​​尝试进行此类攻击。

重要的是要注意，PoW不仅使攻击的51％最小化，而且改善了网络效果。它还可以实现其他目标，同时确保可以证明赚钱的成本是昂贵的（不可伪造的成本）。 。

比特币区块空间是稀缺的独特产品

没有优质物业的空间

允许挖矿交易可以视为购买了该区块的一部分。以此类推，平均每10分钟就会产生固定数量的土地，人们希望通过交易竞标土地。即使在零通货膨胀的环境中，出售这片土地也可以为矿工提供支持。土地的价格由交易需求决定，因为供应是固定的并且是已知的。基本前提是，如果网络被使用/评估，它将奖励矿工验证/保护网络。

有人认为山寨币区块空间是等效的替代品。但是，我们可以从许多方面揭穿这一理论。比特币房地产是优质房地产（例如：得克萨斯州米德兰的廉价土地并不重要，它将永远不会有旧金山风光或社交网络，因此需求将会减少）。比特币区块空间的独特价值在于安全成本，转换成本，波动性成本和协调成本。

下一节大量借鉴了唐纳德·麦金太尔（Donald McIntyre）的文章“观察保罗·斯托克的比特币（长期安全预算）论文（https://etherplan.com/2019）/ 05/17 / observations-about-paul-sztorcs -bitcoin-security-budget-in-the-long-run-essay / 7587 /，他允许我使用很多直接引用的章节而没有引号，以便使文章具有更大的连贯性）

安全成本：由于上涨的总功率（能量），比特币是最安全的加密货币网络。这将为比特币的高价值，高度安全的转账创造市场，例如中央银行，政府，银行间，公司和其他愿意支付高额费用的大型支付用户。正如我们最近在Veriblock上看到的那样，还有一个安全反馈循环，因为其他链条通过进行链条交易借用了比特币的强大安全性。

交易成本：当发送者和接收者想要使用比特币来存储价值，但又需要将它们转移时，“从比特币到方舟，以较低的交易费将其发送，然后再转移回另一端。硬币中存在摩擦。交易佣金（0.1–4％），点差（由于altcoin的流动性差）和两种方法的交易费用之间没有区别，最好在此之后支付比特币交易费用如果比特币是一个非常好的价值商店，那么出于与比特币是一个好的价值商店相同的原因，转移将发生在比特币内部。

波动成本：通常人们会忘记考虑波动成本，这取决于您的持有期。与比特币相比，山寨币通常具有更高的波动性，而波动性具有令人讨厌的效果，随着交易规模的扩大而扩大。一个假设的例子：

Litecoin：$10付款x 10％金额+ 0.01交易费= $1.01

比特币：10美元付款x 1％数量+ 0.20交易费用= 0.30美元

Litecoin：$100付款x 10％金额+ 0.05交易费= $10.05

比特币：$100付款x 1％数量+ 1.00交易费用= $2.00

假设比特币交易费增加了五倍，但莱特币的波动性损失导致交易费约为10美元相反，即使您通过波动来赚钱，您仍然必须付出资本收益。下图显示了比特币，莱特币和以太坊的平均成本和波幅。不幸的是，如果没有多种货币的平均个人持有期限，很难计算平均波动成本。

协调成本：并非所有货币都能生存。全球将有一个有限的竞争性块空间市场。这是因为我们的思维有限，我们将不考虑250个加密货币名称，转让费，随后的250个价格，并为每个转让值选择最便宜的一种（@ NickSzabo4）。我们的大脑只能支持对2或3个硬币的价值的理解，并且可以在某种程度上互换使用（尽管在适当的用户体验/用户界面之后，大量货币的可能性非常微弱/未经验证）。处理）。此外，由于比特币硬币对比特币交易具有很强的亲和力（一神论），因此多个货币持有者将被迫进行比特币交易（一些暴政）。例如：Square，Bakkt和Fidelity当前仅支持比特币。

最终，比特币核心软件已在成熟的生态系统中得到证明。由于有更多的开发商和企业正在审查和依赖比特币代码，这增加了比特币独特区块空间的价值。

“比特币就是金钱。多币种易货。” –康纳·布朗（Conner Brown）

考虑到所有这些因素，未来的货币数量将受到限制，大宗交易空间和交易能力也将受到限制。这意味着价值转移的成本将根据价值和安全要求在其余链中分配。但最终，每个山寨币都提供了具有较高风险的较低安全模型。

“如果一条链到目前为止是最安全的链，为什么大多数财富和有价值的应用程序都使用它来确保安全性？随着更多用户购买更安全的链条，他们的购买压力将推高价格。这将提高安全性。从那里开始，最终用途，移动性和网络工作将相互重叠。然后，应使用这些最有价值和最安全的链来保护最丰富和最有价值的dapp。性别差距的扩大，安全模型与价格更高的同类产品相同，价值较低的区块链将越来越少。侧链，第二层系统等将使链的“差异化特征”变得越来越不重要。” – Alex Sunnarborg

“在最后的牛市中，山寨币和ICO的突然增加是模仿比特币上创造财富的竞赛。没有数百万人突然使用区块链在世界各地转移资金并试图减少它们。换句话说，山寨币和ICO大幅上涨与2017年加密货币泡沫的巧合是一种常见的淘金热（我们都试图找到黄金/价值存储），但不是通过交易费来形成一个合理的区块空间。动态定价和套利。” –唐纳德·麦金太尔

尽管我没有足够的数据来支持这一点（而且这是非常主观的），但我认为很多付款是针对早期采用者的。与传统的支付方式相比，使用加密货币支付更困难，更昂贵且更慢。毕竟，比特币的基本层是为新的全球货币体系建立最坚实的基础，而不是创建另一个Venmo。

（如果我查询“比特币”，我们甚至可以在K线走势图上看到“花费比特币”）

（用户不想以任何加密货币购买商品，否则尽管价格波动，我们仍将看到上涨趋势）

交易需求

“我相信二十年后，交易量可能会很大或根本不会。”-钟本聪

另一个担心是，随着交易费用的增加，用户将避免交易，从而避免交易费用。但是，根据经验，事实并非如此：随着交易/交易量的增加，交易费用也会增加。

（对数）

价格弹性

“没有人再去那里。它太拥挤了。” – Yogi Berra

考虑大多数北美，欧洲和亚洲消费者/企业（大多数加密货币参与者）的用户体验。在大多数情况下，任何交易费用都比现有的付款方式更具摩擦性，因此，任何费用都被视为“昂贵”的（与现金或信用卡相反）。

“把成本当作保险。您为安全付出代价。” –阿里·保罗（Ari Paul）

比特币交易者（交易费用）的价格弹性主要是由于所发送的付款类型（定值商店）的性质所致。在2017年最大拥堵点期间，交易费用中位数为38美元。在此期间，我们短暂地看到了一些交易费用高于补贴的区块。我们可以比较交易价值存储的成本进行比较：

电汇货币

对于美国银行来说，平均国内电汇成本为30–40美元，国际电汇成本为65–80美元（包括汇款和汇款成本之和）。

离岸（7万亿美元的市场）

“开设离岸银行帐户的启动费在$1,935和$3,745（银行帐户和实物文件）之间” –离岸银行简介

房地产（250万亿美元的市场）

“在2017年4月至2018年3月期间，来自中国的买家购买了40,400套套房，总价值达304亿美元。每次购买的平均费用为$439,100” –全国房地产经纪人协会

房屋的平均安置成本为价值的2％，即8,000美元。我确信，将来，个人将乐于花费50美元购买无法轻易从他们手中夺走的不可变资产（与房地产不同，在地缘政治纠纷中房地产很容易被夺走）。

实物黄金交割（7.5万亿美元的市场）

唐纳德·麦金太尔（Donald McIntyre）要求德国联邦银行（Bundesbank）提供有关其从纽约市向法兰克福转移300T纽约联邦储备银行黄金的信息（当时为120亿美元）。花了三年时间才花费480万美元。

较小的黄金交付可能需要保险，经过验证的运输或在取件/交付期间进行实物保护。估计至少约$10- $100。

增加交易密度

在MIT的演讲中，尼克·卡特（Nick Carter）强调了两种增加交易需求的方法：提高交易的经济密度或语义密度。语义密度是关于让其他区块链（例如Veriblock）将其数据嵌入到比特币区块链中。经济密度是关于增加第1层交易的类型，交易类型如下：

隐私

“ Schnorr可以创建新的交易类型，打破在区块链分析中广泛使用的启发式方法，几乎​​不可能仅通过查看区块链来识别特定实体，同时通过聚集签名来增加每个区域。大宗交易密度。” –卢卡斯·纳兹（Lucas Nuzzi）

第2层（例如闪电网络）

随着比特币的扩展（第1层的Schnorr，第2层的闪电网络等），它将变得更加高效，从而推动更高的链使用率。 Jevon’s Paradox直观地预测了这一点–随着汽车燃料效率的提高，每年行驶的里程增加。第2层将支持大量廉价的小额交易，而第1层则代表较大交易（集装箱船和货柜– Nick Carter）的较昂贵结算层。闪电网络通过增加每个链上tn的效用（通过允许每个tnn做大量的txn工作）来增加链的成本，从而使最终用户更能承受高链成本。

由于企业和Lapps是围绕闪电网络构建的，因此其大部分运营费用将用于渠道管理。随着这些运营商重新平衡渠道并优化连通性和容量，这将确保对一级定居点的持续需求。在链中，块空间非常宝贵，因此交易要为注册转移所占用的空间付费。在这个链条下，流动性是无价的，因此交易要通过渠道的转移次数来收费（因为需要重新平衡）。换句话说，区块链交易和区块链交易具有互补的不同收费模式。在链中，无论交易的价值如何，交易费用都是恒定的，而在链下，交易费用是以价值转移的百分比计价的。有一个交叉点，在闪电网络上使用高价值交易要比使用第一层要贵得多。

我们已经看到证据，即使雷电网络仍处于高度实验性的形式，它仍在增加方法1的使用。 2019年2月创建了一个区块（https://blockstream.info/block/0000000000000000001ed7962d1df5909bbdc881e382314499b8070eaaf485e7），其中25％是开放渠道的闪电网络交易。这是可以检测到的，因为闪电网络使用了可塑的隔离证人补丁，并且所有开放的闪电网络通道都是隔离的见证交易。 *

“闪电网络中的节点将传播有关网络中存在哪些（公共）信道的信息，包括对资金tx的引用，我们将对其进行检查以确保公告正确。这也被低估了，因为还存在一些私有渠道。 /未发布的频道。” –斯奈克

反量子

“使用抗量子技术还将导致更大（更昂贵）的交易。量子后加密货币算法需要更大的密钥大小，这反过来又增加了交易中非见证数据的大小。” –卢卡斯·努兹

总体

我们有经验证据表明，在未来几十年中，总规费收入将逐渐变得等于大额补贴。基于这些数据，人们最终夸大了交易费用不能代替整体补贴的担忧。

下图显示了交易费用在整体补贴中所占的百分比。

Awe and Wonder的K线走势图和预测。 Y轴是该区块所涵盖的交易费用的百分比。

正如Alex Saulberg所指出的那样，只有比特币和以太坊才具有足够有意义的交易费用，可以在没有通货膨胀的环境中补偿矿工。任何其他网络都不太可能竞争。

该K线走势图最初来自CoinMetrics的数据，由Alex Saarberg编制

安全稳定

“随着交易量的增加，交易费用的波动性似乎是非线性的。这可能导致相应的计算能力大幅波动。” – Nick Saab

稀少的区块空间是一件好事，因为我们将看到大量积压的交易，这表明了奖励矿工的未来意图，从而稳定了系统。 2017年的封锁证明该系统可以创建和维护未完成的订单。

一个合理的担忧是，现金流量将在纯交易成本担保模型中波动。交易费用以市场为中心，这意味着它们将根据供求关系而波动。基本假设是交易费用产生的现金流量将不稳定，这将降低网络的安全性。 Dan Mcardle很好地总结了这一点：

“随着成熟公司的参与使挖矿变得高度商品化，矿工们不太可能玩短期游戏，而更愿意继续挖矿。此外，矿工可能与其他服务（例如场外交易）垂直，这成为了一个额外的利润中心（这意味着他们不太担心可能会逐个参与游戏）” –丹·麦卡德（Dan McCarder）

矿工喜欢稳定的现金流，这就是他们加入矿池的原因。他们没有玩短期游戏，而是试图赢得积木，而是赢得了小组。

在最坏的情况下，挖矿费是不稳定的，实际上并不会损害系统。它只会延长结算时间，直到交易费用增加到足以使挖矿重新开始为止。为了节省时间，实体将增加交易费用以应对和反击。

而且，在过去的几年中，即使补贴额缩水了80％，补贴的实际价值也变得极为不稳定，而挖矿业却保持了强劲和稳定。这种“不稳定”不会影响网络。随着市场的成熟，挖矿业将对更大的波动性更具韧性。

将来，矿工可能会提前拍卖未来区块中的空间，这可能会稳定他们的收入（农民出售农作物期货的方式相同）。基本前提是，如果增加使用比特币，则未来区块空间的自由市场将被正确定价。

最后，如果这是市场无法自然解决的主要问题，那么我们可以对协议进行一些细微更改以使手续费收入趋于平稳。但是，这将使基本协议更加复杂，并且我们还没有完全探索其背后的博弈论。例如：

“其他长期低补贴时代的想法包括使用跨区间平均交易费来平滑交易费收入。” – Adam Back

建模后补贴时代的安全性

后补贴时代的交易费用是多少？我建立了一个模型，可以帮助我们仔细考虑它们在2140年的价格（以今天的美元计算），并提供一些必要的假设，您可以在下面查看。在最拥挤的2140状态下，第1层交易的成本可能仅为$8- $82，具体取决于比特币的市场价值。对于大多数消费者而言，就像电汇一样，在第1层交易的情况很少。

10万亿市值

如果您想插入自己的假设，可以在此处进行尝试（https://docs.google.com/spreadsheets/d/14oX1RUpnvQcc44zcAyumYNmJrDvGzcsPEeEJ0wIyNJI/edit?usp=sharing）。

10万亿市值

如果您想插入自己的假设，可以在此处进行尝试（https://docs.google.com/spreadsheets/d/14oX1RUpnvQcc44zcAyumYNmJrDvGzcsPEeEJ0wIyNJI/edit?usp=sharing）。

假设条件

超比特币化

与过去十年一样，比特币得以生存和繁荣，并继续以指数级的速度增长其市场份额。我选择以超级比特币的价值表示的比特币的最大市值是10万亿美元（价值略高于黄金）和美元之间的100万亿美元，这是对多头的普遍估计。要正确查看此值：

全球总财富：750万亿美元

房地产：225万亿美元

法国货币：50万亿至100万亿美元

黄金：7.5万亿美元

块大小

块大小受延迟，带宽和存储的约束。如果您没有从根本上改变数据包路由的工作方式，或者您没有增加延迟的速度，那么仅基于带宽或存储增加来选择增长率是不正确的选择（延迟的另一个考虑因素是Tor延迟）。的可用性）。 ）。让我们看一下较大块大小的总体问题。

当然，更大的块大小可以减轻交易者的一些明显的成本压力（从而减少对信息提供者的公共审查，并减少交易者的“成本”）。然而，这改变了节点运营商的成本，同时以某种方式减少了去中心化，去中心化首先使比特币变得有价值。此外，这加剧了矿池的中心化。在比特币社区中，允许的中心化程度一直是争论的焦点。

有一种市场机制可以补偿节点运营商。例如：鼓励中继，事务数据，服务水平协议等。但是，目前，这基本上只是理论上的。

如果决定增加块大小，则其增长率应降低（类似于比特币的通货膨胀率）。否则，我们将不得不同意在将来以较小的限制使用更软的分叉，这与我们想要的完全相反。一些研究表明，8MB可能是最大的块大小，没有有害影响。

最后，围绕减少块时间进行了一些讨论，这将提供进一步增加块大小的能力。

第一级效率

有了Schnorr签名（即将推出），估计此升级将使存储和带宽使用量减少至少25％。我们可以假设在接下来的120年中（Taprooft / Graftroof将在不久的将来）获得更多的效率提升。

在下面的K线走势图中，我们可以看到，在未来十年中，交易费用对市场价值的百分比将趋于每天略高于0.001％。即使大宗补贴继续下跌，随着比特币的采用，挖矿总收入（即安全性）也呈指数增长。

Awe and Wonder的K线走势图和预测。左Y轴是美元的每日挖矿收入。右边的Y轴是交易费用/整笔补贴，占市场价值的百分比。

TPS

假设在隔离证人的情况下，当前的方法1最高为20 TPS。 TPS取决于事务的字节大小，但是我必须选择一个值来构建模型。

潜在缺陷解决方案

由于以下三个原因，现阶段不建议添加2100万个硬顶或“解锁”休眠硬币。

结论

我解释了什么是安全级别，比特币的主要（且不可复制）区块空间，交易要求，补贴用完后会发生什么以及安全性和稳定性。我们有经验证据表明，适当的安全预算融资将由交易费用平衡。权衡总是在通货膨胀（大宗补贴）和交易费用之间，而比特币处于最可靠地收取交易费用的位置。如果十年内没有经济（交易）量，那么比特币总会失败。

大多数批评家大多批评模型中的荒谬假设，以预测失败和悲观情绪。取而代之的是，网络朋克用代码说话。

中本聪本质上是一位写生产代码并在环境中发布工作模型的学者。该模型首先关注实际意义。

Despite the fierce hostile environment, his experimental bitcoin has been running for 10 years – all the data shows that we have reason to believe that it will continue to thrive.

– The End –

Text: Dan Held

This article was compiled by the Credit Research Institute. The original link: https://blog.picks.co/bitcoins-security-is-fine-93391d9b61a8