比特币挖矿真的是中心化的吗？深入矿池一探究竟

长期以来，币圈对挖矿高手的恐慌从未停止。而这种恐慌源于矿机制造商比特大陆和背后的人吴忌寒。比特大陆主要生产和销售加密数字货币矿机。其比特币ASIC矿机市场份额约为70%，其btc.com和蚂蚁矿池也占40%以上。这让很多人担心，比特币挖矿是不是太中心化了？比特大陆发起 51% 攻击容易吗？笔者通过比特币网络上的数据，对比特币目前的挖矿状况进行了深入分析，得出以下结论：

1、 比特币矿池确实高度集中。大型矿池占据较大市场份额；

2、 但是矿工不是中心化的，矿工是非常去中心化的；

3、在比特币网络上发起 51% 攻击基本上是不可能的。

分析过程如下：

研究数据源

本研究使用的数据为2018年5月30日至2018年6月5日的比特币网络，区块数据可从区块链浏览器获取。

时间段

2018 年 5 月 30 日至 2018 年 6 月 5 日

总块数

1177

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区块总收入

14850 比特币

表1数据收集时间段比特币网络出块

结论一

比特币矿池确实是高度中心化的，排名前几的矿池占据了很大的市场份额。

从比特币矿池一周出块数据可以看出，排名前六的矿池占比超过80%。在矿池层面，比特币矿池是中心化的。

图1比特币矿池出块的总比例

但是矿池的算力不属于矿池，而是属于矿工。比特币矿池由多个实体组成，仅看矿池的集中度来判断比特币挖矿的集中度是不准确的。我们应该深入到矿池内部，看看挖矿个体是如何分布的，这证明了比特币挖矿是去中心化的。

结论二：

比特币矿工不是中心化的，而是非常去中心化的。

结论1给人的感觉是比特币挖矿是非常中心化的，但是矿池实际上并不拥有矿机，只是聚集了其他矿机的算力来挖矿，所以我们应该从去中心化的角度来分析一下去中心化的情况矿工。矿池向矿工付款的最直接方式是直接将币从一个地址发送到矿工指定的接收地址。目前，前几个矿池使用这种支付方式。所以如果我们能看到矿池币的去向，就可以知道矿工的分布情况。

我们以算力份额最大的 BTC.COM 为例。下表列出了作者选择的时间段内 BTC.COM 的出块情况。在此期间，挖矿收益与实际币数非常接近，数据差异来自于支付过程的时间差异和费用因素。

矿池

开采的区块数

开采的块数占整个网络的百分比

区块奖励

支付币总数

总支付币的地址数

BTC.COM

304

25.83%

3835.23

3585

96745

表格2BTC.COM挖矿数据

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[注：支付币总数是矿池在选定时间段内支付给所有矿工的BTC总数，支付地址总数是矿池支付的地址总数硬币在选定的时间段内]

矿池数据可以在区块链浏览器中找到。可以看到，BTC.COM矿池在一周内共向用户支付了3585个BTC，而这数千个BTC被打到了96745地址比特币以前是免费挖吗，说明矿工的分布还是比较分散的，不像传闻的那样中心化。

图2 收到币比例的累积分布

为了进一步说明矿工的去中心化程度，我们来看看单个地址收到的币数在支付的币总数中的累积分布。下图是累积分布函数图CDF，描绘了矿池支付给每个矿工的总支出百分比的累积分布。 X轴表示单个地址收到的币量占支付币总量的百分比（例如，如果总共收到1000个币，一个地址收到1个币，这个比例是0.1%)，Y轴代表曲线总样本低于对应X轴值的比例。

从这张图可以看出，给矿工的小额支付占总支付的绝大部分，数值非常小（1e-7约为0.00001%）。进一步计算表明，矿池支付给每个矿工的平均补偿仅为其总补偿的0.001%。在分析过程中，我们发现矿池直接向链上矿工发币，币数据具有以下特点：

​

结论3：对比特币网络发起51%攻击基本上是不可能的。

从币地址数量可以看出，BTC.COM的一个矿池中有效矿工数以万计（假设​​一个地址代表一个矿工），全球矿工规模可达数百数千。从矿工数量来看，比特币挖矿是非常去中心化的，并不像人们想象的那样。

由于比特币矿工是去中心化的，是否有可能发生 51% 攻击？

51%攻击是指攻击者控制了比特币网络一半以上的算力比特币以前是免费挖吗，并利用这些算力重新计算已经确认的区块，导致区块链分叉并获得收益。行为。

作者进一步对调查期间收到的硬币进行了分类。由于算力和收益成正比，我们可以估算出矿工的算力。

就 BTC.COM 而言，大约 600 个地址获得总数的 50%，而 BTC.COM 的计算能力占 25%。假设其他矿池中大型矿工的比例与BTC相同。与.COM类似，全球约2400家大型矿工的算力占比特币算力的一半。也就是说，要发动51%的攻击，至少要说服2000多个矿工，而2000多个矿工分散在世界各地，几乎不可能全部控制。并且还有数十万其他矿工掌握着剩余的算力，守护着世界各个角落的比特币网络。

至此，我们可以得出结论，由于比特币的算力非常分散，整个网络高度安全，因此对比特币进行 51% 攻击几乎是不可能的。所谓的矿霸，其实只是江湖中的谣言。