网络算力和挖矿利润

对于比特币挖矿者来说，比特币就是一个将电力转化为货币的系统。他们操作配备了专用芯片（ASIC）的采矿硬件，以快速和节能的方式计算比特币哈希函数（SHA-256）。由Bitmain生产的AntMiner S9就是非常流行的设备之一，如上图所示。

挖矿者为比特币网络提供哈希算力，并获得相应的回报。比特币采矿形成了一个市场：所有挖矿者都在竞争相同的奖金池。你贡献的总算力的比例越高，你获得的奖金池的比例也就越高。

根据基本的经济规律，在一个完美的市场中，任何竞争活动的长期盈利趋于零。如果比特币采矿市场的竞争足够激烈，那么比特币采矿的盈利几乎为零。在均衡的状态下，如果比特币的价格上涨一点点，首先会提高现有挖矿者的盈利，但市场参与者的数量也会增加，因为他们可以提供足够便宜的电力来获取比特币，这些新的参与者将立即开始利用这个机会，导致采矿难度增加，从而抵消了初始的盈利增长。同样，如果比特币价格略微下降，则算力也随之下降，因为挖矿者可以投入的电量将会减少，盈利将继续徘徊在零左右。

因此，在均衡状态下，在给定时间段内消耗的算力将对应于你在该时间内通过比特币采矿获取的奖励能够买到的电量。因此，挖矿者将是能够获得最便宜电力的人，而总算力将受到当前比特币价格的约束。

这种动态调节的副作用是比特币网络在价格泡沫期间消耗的电量没有上限：如果比特币的价格足够高，比特币网络将消耗大量的电力。2018年一整年，比特币采矿用电量约占全球电力消耗总量的0.5％，这个数字有点惊人，因为比特币每天的交易数量只有信用卡公司处理交易数量的0.05％（而与比特币相比，其他99.95％信用卡交易几乎没有什么功耗）。在算力高峰期，单个比特币交易消耗的电力与普通家庭一整月消耗的电力相当。

2018年的比特币采矿竞赛

在过去的一年里，比特币采矿一直具有很高的利润，因为它还不是一个竞争激烈的市场。进入这个市场的唯一障碍是采矿硬件。2017年末，比特币价格的上涨非常迅猛，采矿硬件的产能需要一段时间才能赶上。这导致了挖矿公司的兴起，这些公司通常在中国境外运营（这样可以获得廉价电力并靠近硬件制造商）。Bitmain是世界上最重要的采矿硬件制造商和运营商之一，在2018年上半年实现了7.42亿美元的净利润。

以下是2017年和2018年比特币算力和采矿盈利情况的快照：盈利随着价格的大幅上涨而上涨，然后随着越来越多的采矿硬件的加入逐渐下降。结果，总算力稳步上升，比特币的用电量也在增加。

2018年末和2019年：新的均衡

最近，比特币价格大跌，2018年生产和上线的很多采矿硬件不再有利可图。比特币算力在这段时间内几乎减半（从6200万TH/S的高点到几天前的3400万TH/S的低点），这意味着几乎一半的采矿硬件在10月份已经离线。因为挖掘硬件的用途很单一（它只能用于挖掘比特币，你甚至无法用它破解哈希码），所以现在几乎毫无用处。除了电子产品回收店之外，任何不比S9更节能的产品都找不到到买家。有传言说，现在可以在中国按斤购买采矿硬件，因为大多数挖矿者都在中国。

这意味着比特币采矿突然变成了一个充满竞争的市场：由于硬件不再稀缺，任何人都可以开始采矿。当比特币的价格稳定下来时，我们将看到一个新的均衡出现，网络算力相应要低得多，并且采矿盈利将接近于零。

51％攻击的可行性和盈利

采矿市场（算力、难度、盈利）会动态适应新的价格水平，所以对比特币网络来来说一切安好，对吧？不一定。随着比特币价格持续下降，低价格时刻离线和在线硬件总量的比例将会增加。现在，它可能已超过40％，但在不久的将来可能会达到90％（如果价格降至1000美元）。这对比特币来说是一个问题，因为这意味着比特币网络上的“51％攻击”将会成为可能，并且可能有利可图。

当有一个参与者占网络总算力的50％以上，就会出现51％攻击。这个参与者将掌握比特币区块链的重要控制权。攻击者可以撤销他们的交易，允许他们多次使用比特币。这将对比特币造成极大的损害，也破坏了用户对网络的信任。这可能会让比特币完全丧失价值。

如果采矿硬件中有90％处于离线状态，并以较低的折扣进行变卖，那么你只需要获得约11％的硬件即可控制相当于其他在线的10％采矿硬件的算力。因此，你只要购买十分之一被变卖的S9设备，并将它们连入网络，就可以开始控制比特币网络。请注意，“90％的采矿硬件离线”对应于约1000美元的比特币价格。考虑到最近的比特币价格为4000美元，算力仅为峰值时的十分之一，而比特币价格为1000美元时，算力仅为二十分之一。

这样的话，发生51％攻击是否合情合理？我相信在逻辑上是可行的（一旦超过一半的可用硬件都处于离线状态），如果比特币价格达到1000美元，这种可能性会更大。不过，并不是说它可行就一定会人去这么做。因为51％攻击可能也捞不到好处，因为它很快就会被检测到，而一旦被检测到，比特币的价格和比特币网络的作用将迅速下降到接近零（因为比特币的价值在于它实现了一个可靠的交易分类账：如果没有了信任，它的价值就会消失）。例如，对于大多数山寨币来说，实现51％攻击是完全可行的，甚至成本也相对较低，但从未有人尝试过。这说明没有人会尝试进行这样的攻击，无论可行性多么高。

不过，资金充足的组织很可能纯粹为了颠覆比特币而去做这样的事，比如一个反对比特币的国家。但我个人并不认为会出现这种情况，因为要这样做并非易事。在2017年泡沫之后，比特币的颠覆性和与非法支付和暗金融的相关性在下降。目前还不清楚谁会费心去摧毁它。

总而言之，我不认为这里所描述的场景会发生，但这种可行性可能会像比特克斯之剑一样对比特币造成影响。

结论

比特币挖矿就是一个市场：算力、难度和盈利相互动态调整，随着竞争的加剧，盈利趋于零。
在均衡状态时，网络算力对应于从采矿中获得的奖励可购买的电力：算力由比特币价格决定。
2018年一整年，当价格维持在6000美元以上时，我们看到了采矿能力的巨大增长（相比牛市开始时增长了20倍），但当价格低于很多挖矿者的盈利线，很多硬件变得几乎一文不值。
因此，硬件不再稀缺，比特币采矿业突然变成竞争激烈的市场，几乎没有进入壁垒。这保证了在可预见的未来，盈利将徘徊在零左右。
随着价格不断下降，离线的硬件比例可能高达90％或95％，这意味着逢低买家可以相对容易地组装一支足以进行51％攻击的采矿战队。
即使这种攻击从未被实现（因为好处不明），但这种可行性仍然会影响比特币作为支付手段的价值。

英文原文：https://medium.com/@francois.chollet/the-bitcoin-network-at-risk-bd54a1473a1d

创作场景

Keras 之父：比特币网络危机重重