马克思曾说：“如果有100％的利润，资本家们会挺而走险；如果有200％的利润，资本家们会藐视法律；如果有300％的利润，那么资本家们便会践踏世间的一切！”中本聪设想的比特币是一个足够分散、任何人都有权力能参与并获得话语权的自治系统。但在利益的驱动下，算力集中化的趋势已经是不容逆转的。51%攻击不仅是高悬在比特币头上的达摩克里斯之剑，尚未尘埃落定的BCH算力之争和ETC（以太经典，以太坊分叉币）的51%攻击更是成为压到POW工作量证明共识机制的最后一根稻草。
马克思曾说：“如果有100％的利润，资本家们会挺而走险；如果有200％的利润，资本家们会藐视法律；如果有300％的利润，那么资本家们便会践踏世间的一切！”中本聪设想的比特币是一个足够分散、任何人都有权力能参与并获得话语权的自治系统。但在利益的驱动下，算力集中化的趋势已经是不容逆转的。51%攻击不仅是高悬在比特币头上的达摩克里斯之剑，尚未尘埃落定的BCH算力之争和ETC（以太经典，以太坊分叉币）的51%攻击更是成为压到POW工作量证明共识机制的最后一根稻草。
——师太说
文 | 灭绝师太
出品 | 羊驼区块链 星球日报 贝克链 中链传媒 链证经济
图 | Kira
在前面的文章中我们介绍到：
比特币的记账和奖励系统类似解小学数学题的过程，解题最快的小朋友获得记账权，同时得到老师的奖赏，比特币系统中也是计算最快的矿机获得记账权和一笔不菲的比特币奖励。
算力，就是计算能力，准确的说是系统计算哈希函数的能力，在比特币系统中取得区块记账权的影响因素是算力。
于是，矿工们为了争夺比特币奖励不断进行着军备竞赛。一方面是挖矿设备不断升级，性能和效率越来越高。另一方面是算力集中，形成矿场集团化作业。
中本聪原本设想的情景是人手一台电脑，通过联网参与到比特币系统中，并通过挖矿获得相应的比特币奖励。
比特币挖矿总共经历了以下五个时代：
1. CPU挖矿可以理解为我们的家用电脑，在中本聪挖矿的时代还是可以用的
2. GPU（显卡）挖矿曾经用一万个比特币买披萨的那个哥们儿就是最早的GPU挖矿者，所以才辣么土豪，因为当时挖的币多呀
3. FPGA挖矿（较短暂，未形成规模）
4. ASIC挖矿现在主流矿机，只会计算挖比特币的函数题，专挖比特币的矿机
5. 大规模集群挖矿（矿场）
随着比特币系统的发展，人们已经发现目前的个人电脑算力较小，难以参与挖矿竞争，因此就开始研发更加专业的矿机，提高矿机的算力。
让大家看一看个人电脑或单个矿机的算力有多么渺小.....
下图是截止到2019年2月11日的全网挖矿难度曲线和当前的全网算力
全网挖矿难度曲线和当前的全网算力
比特币系统的难度是每两周动态调整一次，如果前一个周期平均出块时间小于10分钟，便会加大难度，大于10分钟，则减小难度，目的是为了保证系统稳定的每10分钟产出一个区块并奖励12.5个比特币。因此，全球参与挖矿的矿机越多，全网算力总和越大，挖矿难度不得不跟着水涨船高，才能保障系统按照每10分钟一个区块的规则有序进行下去。
此时此刻，比特币挖矿难度值为：8.51T
全网算力达到：41.59EH/s
即：每秒钟要计算41,590,000,000,000,000,000次（哈希函数）。
对于我们非IT专业的小伙伴们估计都看不懂这些数字和单位意味着什么，让我再来盆冰水让大家清醒一下：
即便是用最新型、算力最强的神马M10矿机，算力已经达到最强劲的33GH/s，挖到一枚比特币需要700天（1.9年）。
市场占有率最高的蚂蚁S9矿机，挖到一枚比特币需要1712天（4.7年）。
如果还试图用GPU（显卡）挖矿——2013年之前最流行的挖矿方式，挖一枚比特币需要34000年。
更别说中本聪时代采用的CPU挖矿方式，恐怕用上千亿年也等不来一枚比特币......
俗话说的好：无利不起早。人们发现单台矿机在区块记账权竞争上越来越没有优势，单兵作战的方式逐渐被遗弃，矿工们抱团合并算力成为大趋势。随着矿机技术的发展，人们发现要获得大规模的算力，可以将多台电脑联合起来，组成更大型算力的设备共同参与挖矿。这时候，集中式的矿池就慢慢浮现出来。
最早的矿场十分简陋，像鸡窝一样脏乱差，有个窝棚就开始集中挖矿......
早期矿场
现在的矿场早已规模化、产业化，拥有专业的除尘、温控系统。
现代矿场
为什么会出现矿场？
就是一个人算题效率太低，大家一起算，算的更快。单个矿机算力太低，把更多的矿机算力汇集在一起，算力更强大，挖的比特币更多，最后大家按算力贡献分币。
前五大矿场就垄断了65%的算力！！
目前全球算力较大的矿池有比特矿池（BTC Pool）、鱼池（F2Pool）、蚁池（AntPool）、币印（Poolin）、Slushpool、ViaBTC等，其中仅前五大矿池的算力就超过全网算力的65%。除了slushpool外，其余矿池都来自中国。
最近3天矿池算力分布图
在比特币发展历程中，矿池已经成为一种必不可少的基础设施。矿工通过联合接入到一个矿池中，以矿池的名义参与区块的记账权竞争。由于单台矿机算力难以与矿池庞大的算力抗衡，从概率上说，单台矿机获得比特币记账权几乎不可能。
接入到矿池是矿机的唯一选择。矿池获得奖励则按照参与者的算力大小对应分配。
51%算力攻击：高悬在比特币头上的达摩克里斯之剑
所谓51%攻击，就是整个网络中某人（或某矿场）的算力超过了全网的51%。
随着挖矿进入“矿场”联合作业时代，比特币、以太坊等采用POW工作量共识算法的区块链项目——即矿工通过耗电费算函数题证明自己是忠诚可信的记账员算法，已经背离了比特币创立伊始“去中心化”的初衷。少数几个矿场就可以控制超过51%的全场算力，这成为高悬在比特币头上的达摩克里斯之剑。
达摩克里斯剑
一旦发生51%攻击会有什么后果呢？
会使整个区块链网络处在多种攻击风险之下，例如：
自私挖矿：不停的挖出新区块，然后拿走所有的挖矿奖励和转账费用。
取消所有转账：不接受任何区块的任何转账，也意味着网络彻底被摧毁。
双花：由英文Double Spending翻译而来，就是一笔钱被花了两次，同个币在同一时间被转账了两次。正常情况下转账只会在矿工将转账信息计入区块后才会最终确认交易，即便发起两次转账，矿工也只会确认一次交易，避免“双花”问题的发生。但在51%攻击的情况下，攻击者是最后将新区块放入区块链上的人，他可以随时发动 “双花”，将两笔转账都放入区块中。
随机分叉：顾名思义，分叉币就是主链上的侧生旁支，像克隆一个孪生兄弟一样再复制一条链。分叉币曾经在2017年时盛行过一段时间，仅比特币分叉出98个分叉币，业内戏称为“山寨币”。短短一年多的时间，至少28个项目已经彻底销声匿迹了。
比特币的价值来源于大众的共识，但是社区对于比特币的争议声不断。当社区矛盾演化成不可调和的情况时，往往就会引起项目的“硬分叉”。“硬分叉”本质上是社区中存在两派意见后，在项目技术上各有一套方案，在无法协调后，会分叉成两条不同的区块链，实践各自的技术方案。最著名的是比特现金BTC和以太经典ETC。
矿场算力垄断，比特币沦为中心化工具？
目前，比特币矿场算力垄断现象有多么严重呢？
前5大矿池占有全网65%以上的算力。前10大矿场控制了近90%的算力。
早在2014年，当时著名矿机产商“烤猫”旗下掌握的Ghash.IO矿池曾达到了接近51％的哈希值，随后该矿池就发布自愿声明，承诺算力不会超过比特币总体哈希值的 39.99％，解除了大众的信任危机。
时至今日，掌握着70%-80%市场份额的著名矿机产商“比特大陆”也面临着同样的信任危机。“比特大陆”旗下有两大矿池比特矿池（BTC Pool）和蚁池（AntPool），而“ViaBTC”则是比特大陆投资的公司。这三个与比特大陆有着紧密联系的矿池，掌握的算力总和接近48%，因此，比特大陆的创始人吴忌寒被誉为“矿霸”，被整个比特币世界所忌惮。
ETC遭受51%攻击，让整个挖矿世界惊魂未定
ETC，比特经典，以太坊上最著名的分叉币，受以太坊江湖地位的庇佑，ETC也算是当之无愧的头部代币，目前市值排名第18位，超过4.3亿美元。
2019年1月5日至7日，PeckShield平台数据显示ETC网络发生51%攻击，共遭受了至少11次疑似双花攻击，损失ETC达88500枚。随后交易平台Gate.io发布公告，确认ETC网络遭受51%攻击。他们检测到总共7笔回滚交易，攻击者利用手中的算力优势强制使得之前已经确认的转账记录变为无效。截止到1月8日，至少出现了15次疑似双花交易，Coinbase承担了这次攻击的大部分损失，报告称共有219,500个ETC被攻击，约合110万美元。
虽然受害的交易所在之后的几天里陆续收到了攻击者退回的ETC，使这场攻击以一场恶作剧或善意提醒而告终，ETC的价值也因为攻击者的“完璧归赵”而没有完全崩塌，但是，这达摩克里斯之剑依旧高悬于POW共识算法的头顶，所有的矿工和投资者依旧是待宰的羔羊，我们只能期盼大矿主的仁慈普惠众生......
曾有人认为51%攻击是悖论。没错，但那是比特币的51%攻击悖论，不是POW的51%攻击悖论！！
51%攻击一直是POW共识算法中最令人担忧的部分，从经济学博弈论的角度分析，发动51%攻击是“自损1000伤敌800”的愚蠢行为。
一方面发动攻击需要足够的钱去掌控全网51%的算力，这将是非常大的一笔投资。另一方面在攻击后，币种价格会受到影响甚至崩塌，攻击者费了九牛二虎之力“抢”来的代币可能抛售不出去，血本无归。所以有理性的人为了获得更大收益就不会发动51%攻击。这就是51%攻击悖论。
但是，大家看到下面这张《POW的51%攻击成本表》就知道了，这是目前主流的采用POW工作量证明算法的加密数字货币项目：
除了比特币每小时需要花费超过28万美元，以太坊每小时需要花费8万美元，莱特币和ZCash每小时需要花费上万美元才能发起攻击之外，其他代币只需要几百至几千美元。
发动一次51%攻击只需要短短几个小时就能完成一次漂亮的狙击战，这实在算不上“很昂贵”资金成本。
可能几个公子哥儿打个小赌、搞个恶作剧就能掀起一次风暴......
为什么发动51%攻击如此容易？
以ETC的这次攻击为例：因为矿工挖矿需要时间和电力成本，ETC市值下降，矿工无利可图，纷纷离场，网络规模不断萎缩，网络算力随之下降，攻击者极易通过租赁算力的方式发起攻击。ETC发动一小时攻击的成本才4910美元，这次攻击总计持续4个小时，总花费不过2万美元，他们盗取了近22万个ETC，价值约110万美元，这50倍的投入产出比......
BCH算力大战，两个男人的利益保卫战彻底毁掉了POW共识算法的声望和信仰！
2017年8月1日，以比特大陆为首的矿工派和以Bitcoin Core为首的核心开发者两派对比特币进行硬分叉，矿工派支持的新比特币命名为BCH（比特现金），而原有的比特币BTC则继续由核心开发者维护。这一次硬分叉，并没有发生算力大战，矿工派自愿将自身算力切换到BCH（比特现金）链上，支持BCH的挖矿。
算力大战：吴忌寒VS澳本聪
但BCH在2018年11月，BCH则迎来了新的硬分叉。以比特大陆的吴忌寒与掌控着Coingeek这个大矿池的澳本聪在各大媒体上宣战，表示大家会不惜一切用手上算力去维护自己看好的链。BCH当时发生硬分叉，比特大陆旗下矿池支持的为BCH ABC链，Coingeek则支持BCH SV链。
两个链在发生分叉时，吴忌寒和澳本聪以商业补贴的方式挪用矿池的算力，将矿池的算力直接切换到对应支持的BCH链，通过更高的算力压制对方，抢占BCH链的长度后得到绝对优势。最终，以比特币支持的BCH ABC链胜出，并继续维持BCH的品牌。
算力大战的过程惊心动魄，结果却是一地鸡毛。
矿池是否有权力未经矿工的允许私自挪用算力来达到自己的目的？
毕竟矿池只是为矿工提供信息集成平台与合作挖矿的方式，应当征得矿工同意后，才能去为矿池达成目的。若挪用算力的案例经常发生，区块链世界的信任基础又怎么会不崩塌呢？
尾声
当矿场出现的时候，POW工作量证明就已经悄然走到了悬崖边，因为矿场是中心化的，而比特币和POW工作量证明算法的本质是追求去中心化。演变至今，已经背离了他的本源和核心精神！
中本聪，你可不可以不忧伤......
—END—
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