一直以來，幣圈關於礦霸的恐慌從沒有停止過。而這種恐慌，源於一家礦機廠商——比特大陸，以及它背後的男人——吳忌寒。比特大陸主要生產並銷售加密數字貨幣礦機，其生產的比特幣ASIC礦機市場份額大概在70%左右，並且旗下的btc.com和螞蟻礦礦池所佔份額也超過了40%。這讓很多人擔心，比特幣挖礦是否過於中心化了？比特大陸是不是輕而易舉就能發起51%攻擊？筆者通過比特幣網絡上的數據，深入分析了比特幣目前的挖礦現狀，得出的結論如下：
1、 比特幣礦池確實是高度集中的，前幾大礦池佔據了大量市場份額；
2、 但是礦工們不是中心化的，礦工非常分散；
3、 在比特幣網絡上發起51%攻擊基本是不可能的。
分析過程如下：
研究數據來源
本次研究所用數據為2018年5月30日至2018年6月5日比特幣網絡的區塊數據，數據可從區塊鏈瀏覽器獲取。
時間區間
2018年5月30日至2018年6月5日
總出塊數
1177
總出塊收益
14850個BTC
表格 1 數據採集時間段比特幣網絡出塊情況
結論一
比特幣礦池確實是高度集中的，前幾大礦池佔據了大量市場份額。
從比特幣礦池一週出塊的數據我們就可以看到，前6大礦池出塊份額超過了80%。從礦池的層面講，比特幣礦池是中心化的。
比特幣礦池挖出區塊佔總體比重
但是礦池的算力並不屬於礦池，而是屬於礦工，比特幣礦池是由多個體組成的，所以單單看礦池的中心化程度來判斷比特幣的挖礦中心化程度是不準確的，我們應該深入礦池內部，看看挖礦的個體到底是如何分佈的，由此來證明比特幣挖礦是去中心化的。
結論二：
比特幣礦工不是中心化的，他們非常分散。
結論一給人的感覺比特幣挖礦是很中心化的，但是礦池其實並不擁有礦機，它只是集合了別人礦機的算力去挖礦，所以我們應該從礦工的角度來分析去中心化的情況。礦池向礦工支付報酬的最直接方式是直接從某個地址打幣到礦工的指定收幣地址，目前前幾大礦池都是採用這樣的支付方式。所以如果我們能夠看到礦池打幣的去向，就能夠知道礦工們的分佈情況。
我們以算力份額最大的BTC.COM為例，表格中列出了筆者選取的時間段內BTC.COM的出塊情況，這段時間內挖礦收益與實際打幣數量非常接近，數據的差異來自支付過程的時間差異以及手續費因素。
礦池
挖出區塊數量
挖出區塊數佔全網比例
區塊獎勵
總付幣數
總付幣的地址數
BTC.COM
304
25.83%
3835.23
3585
96745
表格 2 BTC.COM挖幣數據
【注：總付幣數為礦池在選取時間段內向所有礦工支付BTC的總數，總付幣地址數為礦池在選取時間段內總共給多少個地址打幣】
礦池打幣數據可在區塊鏈瀏覽器中查到，可以看到一週時間BTC.COM礦池總共給用戶付幣3585個BTC，而這幾千個BTC被打到96745個地址，說明礦工的分佈還是相當分散的，並不像傳言所說的非常集中。
收幣佔比累計分佈圖
為了進一步說明礦工的去中心化程度，我們來看看單個地址收幣數佔總付幣數的累計分佈。下圖是一個累積分佈函數圖CDF，描述了礦池向每個礦工支付報酬佔總支付額百分比的累計分佈。X軸表示的是單個地址收幣數量佔總付幣數量的百分比（如總共收幣1000個，某地址收幣1個，則比例為0.1%），Y軸表示的是曲線對應的X軸數值以下佔總體樣本的比例。
從這個圖可以看出，向礦工小額支付佔了支付總額的絕大部分，而且數值都非常小（1e-7約為0.00001%）。進一步計算可得出，礦池給每個礦工支付的平均報酬只佔他們總報酬的 0.001%。在分析過程中我們發現，礦池直接在鏈上給礦工打幣，打幣數據具有以下特點：
- 幾乎每筆支付的金額都很小，並且打幣的地址眾多；
- 大多數的支付金額都是在0.01~0.1之間；
- 支付的地址都是實際參與挖礦的礦工。
結論三：在比特幣網絡上發起51%攻擊基本是不可能的
從打幣地址數可以看出，僅BTC.COM一個礦池就有數萬個有效礦工（假設一地址代表一個礦工），全球礦工的規模可達數十萬，從礦工數量層面來看，比特幣的挖礦非常的去中心化，而非人們所想象的那樣。
既然比特幣礦工是去中心化的，那有沒有可能發生51%攻擊呢？
51%攻擊是指當攻擊者掌控了比特幣網絡一半以上的算力，用這些算力來重新計算已經確認過的區塊，使塊鏈產生分叉並且獲得利益的行為。
筆者進一步把調查時間段內的收幣進行了排序，因算力和收益是成正比的關係，由此我們可以估計礦工們的算力大小。
就BTC.COM而言，約600個地址收幣數佔了總額的50%，而BTC.COM算力佔比為25%，假設其他礦池的大礦工比例與BTC.COM類似，則全球大概2400名大礦工擁有的算力佔比特幣算力的一半，也就是說，想要發起51%攻擊，至少要說服這兩千多名礦工，而這兩千多名礦工分佈在全球各地，想要控制這所有人幾乎是不可能的。而且還有另外的數十萬名礦工掌握著剩下的算力，他們在全球各個角落裡守護著比特幣網絡。
至此我們可以得出結論，因為比特幣的算力非常分散，整個網絡安全性高，比特幣的51%攻擊幾乎不可能發生。所謂礦霸，其實只是江湖傳言罷了。
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