为什么我认为比特币具备长期安全性

引言

悲观者认为，长期来看比特币没有安全性，即发生 51% 攻击的成本越来越低。他们的逻辑是，当前比特币的安全支出主要由增发的比特币（区块补贴）来支付，随着比特币增发量每四年减半，要想维持相同的安全支出，只有三种办法：

增加比特币每秒可以处理的交易数量：让更多的人使用比特币，产生更多的手续费来维持安全支出，但比特币的小区块体积和低 TPS 决定了，这条路不可行

使比特币价格每四年翻一番：增发的比特币数量每四年减少一半，但如果比特币价格每四年翻一番，那依旧可以维持安全支出，这同样不可能。因为，假设当前比特币的价格为 3 万美元，比特币距离停止增发还剩 116 年，即 29 个减半周期，每一枚比特币的价格将涨到 16 万亿美元，这是无稽之谈

增加比特币转账的手续费率：既然无法靠增加交易数量和比特币价格的方式来维持安全支出，那可以提高手续费率。悲观者认为要想维持安全支出，手续费会率上涨到一个极端的程度→驱使用户离开比特币网络→交易量下降→手续费减少→网络安全支出降低→矿工收入减少，离开网络→比特币安全性降低→用户进一步离开比特币网络→恶性循环

对于悲观者的逻辑，我认同前两点，因为曾经的区块战争确定了比特币网络为了去中心化而坚持小区块的战略，而比特币的价格也不可能涨到 16 万亿美元这样的天文数字。

但是，第三点存在一个致命的模糊点：要维持安全支出，转账手续费率确实会涨，但是会涨到多高？会高到离谱，以至于驱使用户离开比特币网络吗？

本文将分析比特币建立以来经历的所有减半周期的交易数据，然后进行最保守的推论，尝试回答以下问题：

历史上，比特币的手续费率是什么情况？

随着增发量的减少，要维持当前安全支出，比特币的手续费率会暴涨到驱离用户的程度吗？

比特币是否具备长期安全性？

什么是有效手续费率

If you can't measure it, you can't improve it.—— Peter Drucker

通常，用户转账实际支出的手续费率 (Real Fee Rate) 为实际手续费除以转账金额，即

Copy 实际手续费率=实际手续费总转账量\text{实际手续费率} = \frac{实际手续费}{总转账量}实际手续费率=总转账量实际手续费​

但是，比特币网络的安全支出由两部分组成：用户支付给矿工的转账手续费和比特别网络给矿工的区块补贴。

用户之所以能够享受 “低廉” 的转账手续费是因为比特别网络补贴了用户，随着补贴的减少，最终需要用户自身来承担所有费用。

因此，定义有效手续费率 (Efficient Fee Rate)：

Copy 有效手续费率=安全支出总转账量=区块补贴+实际手续费总转账量\text{有效手续费率} = \frac{安全支出}{总转账量}=\frac{区块补贴+实际手续费}{总转账量}有效手续费率=总转账量安全支出​=总转账量区块补贴+实际手续费​

有效手续费率是假设没有区块补贴，用户承担所有费用时的手续费率，可以更有效的反应比特币网络的手续费率情况。

历史上比特币的有效费率

以年为单位分析

本节分析了从 2009-01-03 至 2023-06-12 的交易数据，涉及 5,266 天（有 5 天的数据缺失）、793,661 个区块、850,615,471 笔交易。

从历史数据确实可以看出，由于增发的比特币补贴了矿工，承担了网络中主要的安全支出，用户实际支付的收费率非常低，单日实际手续费率最高出现在 2009-02-03，为 0.27%，而年平均实际手续费率的最高值出现在 2017 年，为 0.0108%。

偶尔的一些波动，是区块链堵塞造成的，比如在今年 5 月 7 日，由于 BRC 20 的炒作，在第 788695 区块附近出现了实际手续费率异常上涨，甚至超过了区块补贴。

在比特币网络开始运行的那几年，大量区块包含的交易数非常少，而每个区块又会产生 50 个 BTC 的区块补贴，导致某些日期的比特币有效费率非常之高。如 2009-09-16 当天，总交易额为 1 BTC，而区块补贴为 3600 BTC，所以有效手续费率高达 360,000%。

不过，随着比特币网络的发展，这种极端情况逐渐消失，比特币的手续费率也逐渐变得合理。从 2016 年开始，比特币的年平均有效手续费率介于 0.02% 和 0.1% 之间。

以减半周期为单位分析

之前按照年份，分析了比特币的实际手续费率和有效手续费率情况，现在按照减半周期进行分析。

比特币目前为止 (2023-06-12) 共进行了三次减半，区块补贴从最初的 50 BTC 降为当前的 6.25 BTC：

时间 | 减半次数 | 区块补贴 (BTC) | 区块高度
2009-01-03~2012-11-28 | 0 | 50 | 209999
2012-11-28~2016-07-09 | 1 | 25 | 419999
2016-07-09~2020-05-11 | 2 | 12.5 | 629999
2020-05-11~2023-06-12 (当前) | 3 | 6.25 | 794111
2023-06-12~2024-4-26 (预测) | 3 | 6.25 | 839999

比特币网络的安全开支与有效费率如下图所示：

比特币的安全支出从第一次减半前的大约 4000 万美元，到第二次减半前的 18 亿美元，到第三次减半前的 162 亿美元，再到目前为止的 333 亿美元，安全支出逐年上涨，但涨幅逐渐降低，相应的减半周期内的平均效费率也逐渐下降，从最初的 0.09067% 降低到 0.0386%。

更深入一点分析可以发现，在第三次减半期间产生的 (2020-05-11~2023-06-12) 164,113 个区块中，93.11% 的区块平均有效手续费率低于 1%，69.44% 的区块低于 0.2%，63.99% 的区块低于 0.16%，45.99% 的区块低于 0.08%，31.44% 的区块低于 0.04%。

有效费率并不高

从历史数据分析可知，长期来看，比特币的安全支出在逐渐增加，伴随而来的是比特币价格的长期大幅上涨，而真正适合衡量比特币网络的费率即有效费率的变化表明，最近利两轮周期的费率处于 0.0386% ~ 0.118% 之间。

作为提供相似功能的 传统银行 ，跨境转账手续费通常 0.1% 到 3% 之间（不过传统银行会有手续费上限。

此外，比特币网络还提供了无许可、抗审查、去中心化和不限额等银行不具备的特点，这些属性对大额转账非常重要。

从 2016 年开始，减半周期内单笔交易的转账额为与 6~9 BTC 之间，如果以美元计价，本次减半周期内单笔交易额为 298288.9 美元，说明大额转账在比特币网络是普遍现象。

这一点也印证了 Lyn Alden 的观点：比特币主网是 Tank like 的支付方式，不是日常使用的。

Kind of like how a tank is designed to get from point A to point B through resistance, but is not well-suited for commuting to work everyday, the base layer of the bitcoin network is designed to make global payments through resistance, but is not well-suited for buying coffee on the way to work.

试想，跨境转账 300,000 美元，被收取 120 美元到 300 美元真的很多吗？

用最保守的方式预测比特币未来的安全性

在引入有效手续费率这个指标后，已经回答了文章开头提出的第一个问题：历史上，比特币的手续费率是什么情况？答案是，手续费率虽然不是很廉价，但也不高。

也回答了第二个问题的一部分：随着增发量的减少，比特币的手续费率会暴涨到驱离用户的程度吗？

历史数据表明，即便曾经没有增发比特币作为区块补贴，手续费率不会暴涨，因为有效手续费率中已经将区块补贴看作是用户需要承担的成本。

不过，要完整回答这个问题，还需要分析，未来增发量减少后，用户实际支付的手续费率如何变化。

对未来的保守假设

再回顾一下悲观派的观点：在比特币价格不会四年翻一番和每秒可处理的交易数量不变的情况下，如果要想维持安全支出，手续费会率上涨到一个极端的程度→驱使用户离开比特币网络→交易量下降→手续费减少→网络安全支出降低→矿工收入减少，离开网络→比特币安全性降低→用户进一步离开比特币网络→恶性循环。

预测未来很难，为了提高预测的可靠性，我将假设条件尽量设定到最保守。既然悲观派认为如果要维持当前的安全支出，比特币的手续费率会暴涨，那么我假设，直到区块补贴降为 0 为止：

比特币网络的安全支出和交易数量都不再增减，并以第三次减半这轮周期的安全支出和交易数量为基准

比特币价格不再变化，以第三轮周期的平均价格为基准

以此来分析比特币网络的实际手续费率（不包括区块补贴的手续费率）如何变化。

结果与结论

由于 第三次减半 还剩大概 319 天（以本文初稿日期 2023-06-12 计算）才会真的到来，因此无法准确知道本轮周期的具体交易数据。

不过，减半周期已进行 80%（319/(365 x 4)=0.8），假设数据的增长速度与之前相同，估算本轮周期的数据时，在之前的基础上大概增长 25%（0.8 + 0.8 x 0.25 = 1）即认为是本轮周期的最终数据。

| 20200511-20230612 | 20230612-2024426(Predict)
Total Txn Volume(BTC) | 2803368810 | 3504211013
Total Txn Volume(USD) | 9.61121E+13 | 1.2014E+14
Total Txn Counts | 322103525 | 402629406.3
Average Txn Volume(BTC) | 8.703316148 | 8.703316148
Average Txn Volume(USD) | 298388.884 | 298388.884
Total Fee(BTC) | 56893.25863 | 71116.57329
Total Fee(USD) | 1666881364 | 2083601705
Total Subsidy(BTC) | 1025706.25 | 1282132.813
Total Subsidy(USD) | 31687430757 | 39609288446
Total Security Cost(BTC) | 1082599.509 | 1353249.386
Total Security Cost(USD) | 33354312121 | 41692890151
Average BTC Price(USD) | 30893.28037 | 30893.28037
Average Real Fee Rate(%) | 0.00202946 | 0.00202946
Average Efficient Fee Rate(%) | 0.038617805 | 0.038617805

考虑到最近两年的熊市，无论是交易量、交易笔数还是手续费等数据都会略低于平均值，而目前市场行情逐渐回暖，用之前的数据估算之后的数据有较大概率会低估，比如假设比特币未来比特币的价格永远为 30893 美元不变，这符合我想要保守假设的初衷。

比特币网络大概在 2140 年停止增发，中间还有 29 轮周期，模拟的数据表明，如果 2024 年后，比特币网络以美元计价的安全支出、以比特币计价的总交易量、交易数量的总数和比特币的平均价格不再变化，那么用户实际支付的手续费率会经历 28 年的上涨，从最初的 0.002% 涨到 2052 年的 0.0382%，随后逐渐趋近于 2024 年的有效手续费率 0.0386%。

根据我的推算，虽然实际手续费率上涨幅度高达 19 倍，但最终的手续费率不到万分之四，所以悲观派的观点没那么站得住脚了，因为即便按照最保守的条件估计，比特币网络的实际手续费率也是可以接受，甚至是廉价的。

对于那些有大额转账、抗审查、去中心化和安全需求的人或无法接触常规支付服务的用户来说，这点费用就是九牛一毛。生活在政治和经济稳定国家的人或许体会不到比特币的作用，我可以举一些例子：

纳粹控制欧洲后，犹太人逃难时，无法带走自己的财富

苏联解体时，人们只能带走价值 100 美元的东西

委内瑞拉、叙利亚、伊朗、尼日利亚、东乌克兰和中国等国家，人们也无法带全部的财富，因为有外汇管制

普京封禁了国内反对派的银行账户

阿富汗女性的收入会被男性亲属没收，因为她们银行账户不在自己手中

美国财政部制裁混币项目 Tornado Cash，禁止所有美国个人和实体与 Tornado Cash 或任何与该协议绑定的以太坊钱包地址交互

等等

所以，现在终于可以回答文章开头的问题了：历史上比特币的有效手续费率不高，在安全支出不变的前提下，随着增发量减少，用户实际支付的手续费率不到万分之四，并没有高到太离谱。

既然安全支出可以保证，那么长期来看，比特币网络大概率可以保持安全性。

以开放的心态看事物发展

最后，我想聊聊技术和投资中最重要的一种思维模式：开放的心态。

中本聪想让比特币成为人人可用的电子现金，Vitalik Buterin 想将以太坊建设成全球计算机，但都因为容量的限制没有达到最初的目标。

事物是发展变化的，只要内核不变，其他方面做出改变以应对现实是合理且正确的。

比特币网络的灵魂是去中心化的价值传输网络，电子现金只是这个网络上的一种应用形式。这个世界不缺电子现金，缺的是去中心化的网络，这一点在白皮书上已经体现：绕过中心化的金融机构。

比特币社区为了极致的去中心化，最大限度降低运行全节点的门槛，没有选择链上扩容。硬分叉后，最初的那条链得到了更多人认可，无论是算力、市值还是生态的发展都体现了人们更看重去中心化。

另外，开放协议能更容易地吸收进步的力量，开发者和商业公司正在比特币网络上建立新的应用和基础设施，是什么吸引他们？肯定不是比特币网络性能有多好，毕竟图灵不完备，是比特币的品牌和网络效应，归根结底这些都是去中心化的属性在保证。

网络的安全性是一个市场问题。虽然前面基于最保守的假设进行了分析，但我自己对比特币会更乐观一些，我认为比特币未来的平均价格会高于假设时使用的 30893 USD，比特币生态会继续发展，扩容等基础设施会逐步完善。

蓬勃的生态，代表着比特币的广泛采用，体现了人们对比特币的广泛需求，矿工是逐利的，如此有利可图的市场，他们是不会离开的，他们会竞争会创新，会让比特币网络更安全更绿色更健康。