比特币网络的安全不是由计算能力决定的吗？

介绍

人们常说比特币网络的安全性是所有加密货币中**的。此安全性基于比特币需要大量哈希率这一事实，这意味着恶意攻击者不可能通过大于50%的攻击模式对其进行攻击。然而，关于比特币的动力系统还有很多需要学习的地方。由于比特币每四年减半，目前的安全水平可能只有在未来物价持续上涨的情况下才能维持。此外，人们不愿意消耗太多的能源。在本报告中，我们将深入探讨算力、矿工、激励机制和挖矿设备。网络算力比特币网络的安全性由比特币网络的挖矿能力或算力组成。比特币网络的算力和安全性实际上取决于矿工的利润。事实上，一个矿工的盈亏是由许多因素决定的；

1比特币相对较高的流动性对矿工利润有积极影响。

2总功率，即多少矿工应分配总利润。

3单位时间内可开挖的比特币数量。现在是每10分钟6.25个BTC。

4挖矿设备的计算功率。算力越高，找到块的概率就越大，因此产量也就越高。

5矿工的成本。成本包括能源成本、保管成本、运营成本和折旧。

6挖矿设备的效率。挖矿设备越现代化，散列/能源成本比越高，挖矿设备的盈利能力也越强。

我们可以假设，一旦矿工开始投资挖矿设备，这意味着在更换设备之前必须收回成本，因此第4、5和6点的相关数据是固定的。事实上，除了每四年减半外，其他三个因素的数据也是固定的。这意味着矿工的利润高度依赖比特币的价格和算力。我们可以观察到价格和算力之间的关系。如果比特币的价格上涨，算力将增加。因为越来越多的矿工看到了挖矿比特币的可行性。相反，如果比特币的价格较低，算力就会降低。因为矿工不会亏本挖矿。在每一个价格水平上，电力（矿工数量）和价格之间都有一个稳定点。

但事实上，它始终保持着一个动态平衡，这是因为随着挖矿机械设备的不断完善，新矿工将能够获得更多的利润。另外，在一个不断上升的市场中，算力的发展总是滞后于价格。毕竟，购买和安装挖矿设备需要时间。但是关闭挖矿设备可以在很短的时间内完成，所以我们可以看到价格的（实质性）下降也会直接导致最终算力的下降。我们可以看到，在2017年12月价格大涨之后，越来越多的矿工开始挖矿。作为**的供应商之一，bitmain无法应对大量订单涌入，导致交货时间长达6个月。那时，交付周期变得正常，这就是为什么要花6-8个月才能达到算力的顶峰。比特币的价格一路下跌。2018年12月，汇率从8000美元跌至4000美元，直接影响了算力。从2019年4月到5月，我们可以看到，价格又有一个上升趋势，随后是计算力的上升线。该价格在2019年7月再次见顶，而算力直到9月底才达到峰值。

2019年11月之后，我们看到价格逐渐稳定，但未来算力将继续增长，这是由于挖矿设备进入市场的效率不断提高，我们将在下文中看到。

为了调查挖矿设备的效率，我们将过去和现在市场上的所有设备放在一个表中进行了比较。这些都是ASIC sha256挖矿机。效率是以达到1terabash/s的算力所需的功率（W）来表示的。我们可以看到，2014年的挖矿机需要超过750W的功率来支持1terabash/s的网络活动。**的设备可以达到1terahash/s，仅需约30W的功率。除2017年以前的挖矿机械外，这些挖矿设备的效率数据在下图中以点云的形式呈现，使视野更具可观察性，避免了一些极端值。此外，还增加了一条指数趋势线，以便我们对未来做出一些预测。从图中可以看出，2021年1月，如果挖矿技术继续保持同样的发展速度，采煤机的平均效率将低于30W/Th/s，通过以上数据，我们可以知道挖矿设备的装机功率和相关的能耗。需要注意的是，并不是所有的矿工都在使用**的设备，因为设备购买后一定会使用一段时间来控制折旧成本。

本次计算假定矿场设备折旧年限为2年，故全矿设备平均使用年限为1年。这意味着每天都对矿井的总装机容量进行了可靠的估算。这些值也显示在价格背景图中。从图3可以看出，近几个月矿机的增长速度不如图1，稳定在6-7gw左右。研究发现，由于提高了挖矿设备的效率，计算力不断提高，矿机功率趋于稳定。能耗与成本从上图3中也很容易得到比特币的能耗。按7gw矿井电能计算，比特币年能耗61twh。这些数量与其他基于其他推理的研究类似，比如数字经济学者的计算。Nbsp；60000mwh/年，而现代大风力涡轮机为3MW。这意味着需要大约10000台风力涡轮机来维持比特币的运行。从社会和环境的角度来看，这基本上是一个巨大的数字。有人说这还不算太糟，因为它只占世界总能耗的1%。

如果我们看一下挖矿成本，我们可以发现能源成本是最重要的因素，其次是折旧成本、运营成本和保管成本。当然，成本不能超过收益，因为矿工们是为这个目的而挖矿的。挖矿日利润为144个区块奖励，即6,25btc=900 比特币。按目前约1.2万美元的价格计算，价值约1100万美元。一天挖矿量为24小时×7gw=168gwh。因此，如果我们假设能源成本占挖矿总成本和挖矿所需利润的80%，我们可以计算出，只有当能源成本大约低于0.05美元/千瓦时，挖矿才能盈利。结论：从以上介绍中可以看出，能耗与比特币的价格发展相似，而不是计算。事实上，我们不应该将网络安全与算力挂钩，而应该与挖矿的能源成本挂钩。

毕竟，能源成本决定了计算的水平。也就是说，因为挖矿的能源成本与挖矿收益成正比，而挖矿收益是由区块报酬与价格的乘积构成的。