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区块链去中心化困局之算力垄断

2018-11-30 18:51:34 区块链百科

中本聪的理想与守护骑士

随着比特币逐渐为人所知,越来越多的人加入比特币网络挖矿成为矿工。对于比特币网络而言,矿工维持了整个交易网络在无任何中心机构存在的情况下安全地运转了近10年。比特币的成功让去中心化信仰者第一次有了真实的寄托。

显然,如果说矿工是暗夜中比特币的守护骑士,那么算力就是骑士手中的守护之刃,只有算力达到相当的规模之后才能有效防止针对整个分布式网络的恶意攻击,守卫网络安全。然而,骑士之间的纷争从未停息。比特币的精妙设计显示出中本聪对人性的洞悉,矿工之间的算力竞争虽然能有效防止矿工合谋控制比特币网络,却埋下了算力战争的火种。

中本聪设定的规则极为简单:胜者吸食盈利的甘露,败者强吞亏损的苦果

比特币创世区块

 

算力的前世今生

 

挖矿的关键是通过哈希运算以获得期望中的随机数,即本质上每一个区块打包都是一场哈希计算竞赛。虽然POW挖矿也因为难以避免大量电力的浪费而为人所诟病,但 POW 挖矿行为中的电力消耗成本一度成为防止51%攻击,保障区块链系统安全的有力方式。然而,矿工在比特币系统设计之初就是被利益驱动,因此随着挖矿难度的增加,矿工出于追逐更大利益的目的而聚集形成了大型的集中性矿池,这反而使得51%算力攻击成为可能。此外,为了更高效的进行哈希运算,同时尽量降低电力消耗,挖矿设备经历了CPU 挖矿、GPU 挖矿、FPGA 矿、ASIC 挖矿等一系列发展阶段。在此过程中,丰厚的利润帮助比特大陆成为矿机生产制造领域中绝对的霸主。

矿工是基于 POW 共识机制的区块链系统正常运转的关键角色,在比特币经济模型中,矿工会因为利益驱动而参与挖矿行为以保证网络安全,也会因为利益驱动而退出挖矿行列。

本文假设矿工天然以利益作为决策的唯一因素,而追求盈利的最大化是矿工的唯一目标。基于以上假设,当矿工所处经济条件发生变化时,矿工可能会扩大矿机规模,升级挖矿设备,也可能会中止挖矿甚至完全退出挖矿行列,甚至矿工集体会发展出特定的社会组织形式,比如寡头垄断。

算力的前世今生

 

讨论背景

由于比特币是迄今为止最成熟,运行时间最长的区块链系统,因此,以下讨论将基于比特币挖矿展开。由于比特币的全球性支付等特性具有跨时代的意义,该特性已获得足够的讨论,此处不做赘述。

 

基本规则:

1、  比特币总量恒定,为2100万枚。

2、  所有比特币均由挖矿产生,初始区块奖励为50 BTC,每隔约4年时间区块奖励减半,当前区块奖励为12.5 BTC。

3、  约10分钟出一个区块,系统自动根据全网算力进行难度调整以保证出块时间均匀。

 

基本逻辑

1、  供需平衡理论。供过于求时,价格趋于下跌;供不应求时,价格趋于上涨。

2、  交换产生价格。小规模的交换价格易受到人为操控,此处假设无人可对比特币全球价格产生长时间的人为操控。

3、  价格引导算力,算力跟随价格,但两者并不同步。此外,革命性技术的进步导致的算力增长难以被价格下跌抹杀。

以下将对不同算力发展阶段做简单讨论,如有不妥之处请轻拍。

 

第一阶段:极客的伊甸园

伊甸园是圣经中记载的资源足的人间乐园,此处喻指比特币挖矿的早期阶段。

从比特币挖矿规则可知,在其创世之初,单个区块奖励为50 BTC,且全网算力很小,这段时期没有算力竞赛,中本聪一人在黎明前的黑暗里孤独地挖矿,此时挖矿难度很低,遍地黄金,俯拾皆是。但暗夜拾金,曙光未明之时,无人见其华贵光华。

由于比特币的开创性且需要相当的计算机和密码学知识,认知门槛高,即使能理解比特币,彼时也无人能笃定其未来发展。因此,虽然后期陆续有其他矿工加入比特币网络,但其影响范围有限,这一阶段主要停留在密码学极客圈内,并没有得到广泛传播。由于这一阶段比特币交换价值低,且挖矿成本低(个人电脑的 CPU 即可),比特币主要作为一种密码学实验的一部分而被爱好者囤积起来。此外,由于不存在成熟的比特币交易市场,流动性障碍也使得大多数早期矿工所挖的比特币没法通过交易换取利润而不得不被动囤币。

 

第二阶段:矿工的淘金热

2010年5月22日在比特币谈判论坛上,当披萨哥用1万个比特币成功交换了一个披萨之后,标志着比特币第一次走出密码朋克实验。从此,比特币的价值逐渐由极客圈向外扩散,其背后的区块链技术开始逐步进入大众视野。

2013年末比特币价格开始大幅度飙升。2013年1月3日比特币价格只有约13.45美元,而2013年11月29日比特币价格已经高达1242美元,增长幅度超过92倍。随后中国五部委下达禁令:禁止中国的银行和支付机构直接或间接参与比特币的兑换交易,导致国内比特币价格跳水到约330美元,国外交易所 MtGox 上的比特币价格跌至455美元(2013年12月13日)。

在这一阶段,比特币的交易市场已经非常成熟,二级市场的繁荣说明了这一阶段中比特币的流动性障碍已经基本清除。矿工挖矿获得的比特币是卖出锁定利润还是囤币已经成为一种纯粹的投资选择。

高歌猛进的币价对于比特币矿工而言有利有弊,持币的早期矿工们因此成为第一批享受行业红利的人,而比特币的“造富神话”也不胫而走。与此同时,惊人的利润同样引得大批新的矿工加入比特币网络,使得全网算力大涨,挖矿难度剧增,矿工之间的竞争迫使矿工不得不扩大规模,提升矿机挖矿效率。从比特币全网算力变化曲线来看,即使BTC现货价格因为中国政府禁令而大幅跳水时,全网算力依然持续不断的增长。

算力增长如此疯狂一方面源于矿机发生了革命性的变化,另一方面也是因为挖矿行业曾经的“造富神话”仍历历在目,矿工在熊市下即使收益锐减或亏损仍迟迟不愿离场。

 

第三阶段:骑士王的崛起

在这波因为“造富神话”而引发的淘金热中,有一部分聪明人敏锐的发现了其中暗藏的惊天机会。

在这一年的1月(2013年),阿瓦隆制造出了第一台商用 ASIC 矿机,从此 CPU、GPU 和FPGA 挖矿开始退出历史舞台,也标志着高效率大算力的 ASIC 矿机竞赛的开始。据考证,彼时巅峰时期,阿瓦隆矿机在数日之内的比特币回报已经足够完成矿机回本。由于全网算力大涨,挖矿难度的剧增,导致挖出单位比特币的电力成本抬升,收益下降,这进一步促使了专业高效但更为昂贵的 ASIC 矿机的升级需求。

与此同时,随着挖矿难度的剧增,单个矿机能挖出有效区块的概率越来越小,“ bitcointalk ”上的极客开发了一种将多个矿机算力合并,进行联合挖矿以获得更高更稳定收益的方法,导致了矿池的产生。在矿池中,无论矿机是否挖出有效区块,均可根据对矿池的贡献度而获得对应比例的比特币奖励。

但2013年之后,比特币价格持续下跌,矿工收益也随之缩水甚至呈亏损状态。然而比特币全网的算力再也没有跌回 ASIC 矿机量产投入之前的水平,因为革命性的技术进步所引发的是指数级别的算力暴涨,行情下跌导致的部分矿工离场对算力的影响显得微不足道。

显然,矿机生产商因为掌握了最低成本的矿机而拥有了形成矿池并度过熊市的先天优势。在接下来长达两年的熊市中,许多矿工也从未真正离场,而是默默地积蓄力量,其中就包括比特大陆。

漫长的熊市煎熬最终获得了超乎想象的回报,一个史上难得一见的超级大牛市轰然来临。

从2013年推出第一代蚂蚁矿机开始,直至2016年推出高性价比矿机 S9 正式奠定矿机制造商霸主地位,比特大陆在矿机市场的占有率最高达70-80%。此外,作为世界最大的矿机生产商,比特大陆旗下的 antpool 和 btc.com 矿池的总算力牢牢占据首位,其算力占比一度超过40%(目前已缩减到约30.2%)。环顾四周,挖矿的世界里无人望其项背,比特大陆凭借旗下的矿池和畅销的矿机自然而然地成为这场历史大牛市的最大受益者,收获了全世界的瞩目和巨额的财富。

2018年11月比特币全网算力分布图

比特大陆借助蚂蚁矿机的成功悄然成长为站立在比特币背后的庞然大物,这一度引起社区的恐慌。事实上,若非比特大陆刻意压制旗下矿池的算力增长,发动针对比特币网络的51%攻击并非难事。

那么,比特大陆这样的矿机生产制造商,到底充当了什么角色?他们是拿着闪电鞭子的牧羊人,用利益去驱赶矿工不停的对矿机进行更新换代。每一次更高效的新型矿机更新都会打破矿工之间的算力平衡,迫使矿工升级矿机。

世界上最暴利的事莫过于一边亲手制造一场永远占据优势的军备竞赛,一边高价向对手兜售武器。美国和比特大陆,莫不如是。

当力量无从遏制,骑士必会称王。

 

第四阶段:权力的游戏

比特币是世界上第一个真正意义上安全运作的去中心化经济体,寄托了众多无政府主义信徒的理想。然而,当其背后的巨无霸站起时,世人才发现比特币的强大其实脆弱得像个易碎的玩具。

不要试图徒手和巨人谈判,更不要惹恼它,因为它打个喷嚏都会掀翻桌子。

虽然比特币的设计足够精妙,但并不是毫无瑕疵,例如 1M 的区块容量限制。在比特币网络初期,交易量较少,1M 的区块足以满足使用要求,但随着比特币使用人数增多,尤其是2015年一波牛市之后,比特币的链上交易异常活跃,区块扩容问题成为比特币难以回避的议题。当时以 Blockstream 为核心的 Core 开发成员认为应当保持区块大小不变,而采用“隔离见证+闪电网络”的解决方案,而以比特大陆为核心的矿工群体则认为应当采用“大区块”方案来减少网络拥堵。

显然,从技术上而言“隔离见证”和“大区块”方案都只能一定程度上缓解比特币的网络拥堵,“闪电网络”等 layer2 方案才是根本性的解决方法。实际上,Core 团队缺席的“纽约共识”会议中所达成的方案也的确是两者妥协的产物,即“隔离见证+2M 区块”。由于 Core 团队先后拒绝了“香港共识”和“纽约共识”所达成的比特币扩容方案,坚持于2017年8月1日执行隔离见证方案。最终,拥有庞大算力的比特大陆一方于8月1日悍然率先发动了硬分叉,将比特币区块扩容到 8M 形成了一条新链,BCH。

至此,比特币的社区自治终于撕下了“去中心化共识”的温情面纱,露出了背后各方利益角逐的狰狞面目。自 BCH 硬分叉之后,各色人等粉墨登场,BTG、B2X、BCD、SBTC、BCHC 等等分叉币络绎不绝,IFO 一时成为区块链风潮。

禁忌即是如此,一旦突破就只有一次和无数次。

时间来到2018年末,即使面临市场行情跌跌不休,加密货币资产总市值持续缩水的情况下,BCH 的市值依然稳稳占据加密货币市值排行前五。在2017年硬分叉中同为 BCH 阵营的吴忌寒和 CSW(CraigSteven Wright)在比特币现金一周年之后因为对 BCH 完全不同的发展规划而彻底翻脸。吴忌寒认为应当将对 BCH 底层协议进行适当更改以适应多元化需求,而 CSW 则偏向于原教旨主义,认为应当将 BCH 发展为世界货币,尽量保证底层协议稳定,只需进行区块大小等微调即可。

两方阵营的分歧越来越大,矛盾持续升级。比特大陆 CEO 吴忌寒在推特中发文称 CSW 为“邪教领袖”,并号召整个 BCH 社区进行抵制。CSW 更是放言称“此战要么赢,要么大家一起输”。

最终,算力大战无可避免的爆发了。虽然,目前为止,以吴忌寒为代表的 BCH ABC 一方在算力上稳稳压制住了以 CSW 为代表的 BCH SV 一方,但只有 CSW 一方最终开启重放攻击并承认自己非 BCH 链时,双方才会真正分出胜负。

本次 BCH 硬分叉的最大特点在于:此次硬分叉仅仅是治理理念的差异导致,并非因为 BCH 面临着不可解决的软件问题而不得不通过分叉升级来解决。

这是一场赤裸裸的战争,而参与战争的人没有一个是无辜的。

 

结语

世上从来只有殊途,并无同归。算力战争的潘多拉魔盒一旦打开,是旧时代的结束,还是新王朝的开启?

算力即权力,权力之剑横扫,见者胆寒。然,烈火烹油,鲜花着锦,能有几日风光?

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