比特币挖矿真的是中心化的吗？仔细看看矿池内部

长期以来比特币挖矿是真是假，币圈对矿主的恐慌从未停止。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？通过比特币网络上的数据，作者深入分析了比特币目前的挖矿状况，得出以下结论：

1、 比特币矿池确实高度集中，排名前几的矿池占据了很大的市场份额；

2、 但是矿工不是中心化的，矿工是非常去中心化的；

3、 对比特币网络进行 51% 攻击基本上是不可能的。

分析过程如下：

研究数据来源

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

表 1 数据采集期比特币网络出块情况

结论一

比特币矿池确实高度集中，顶级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，前六名矿池的出块份额超过80%。在矿池层面，比特币矿池是中心化的。

图1 比特币矿池出块占比

但是，矿池的算力并不属于矿池，而是属于矿工。比特币矿池是由多个实体组成的，因此仅从矿池的中心化程度来判断比特币挖矿的中心化程度是不准确的。是的，我们应该深入到矿池内部，看看挖矿个体是如何分布的，从而证明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，他们非常去中心化。

结论一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，所以我们应该从矿工的角度来分析中心化的情况。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收款地址。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。

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。期间挖矿收益与实际币数非常接近，数据不同。支付过程和费用因素的时间差异。

表 2 BTC.COM 挖矿数据

【注：支付币总数为矿池在选定时间段内支付给所有矿工的BTC总数，支付地址总数为矿池在该时段内支付的地址总数选定的时间段]

矿池币数据可以在区块链浏览器中找到。可以看到，BTC.COM矿池在一周内总共向用户支付了3585个BTC，而这数千个BTC被发送到了96745个地址，说明矿工的分布还是比较分散的，没有传闻中的那么集中。

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占支付的币总数的累积分布。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，如果总共收到了1000个币，一个地址收到了1个币，这个比例是0.1%)，而 Y 轴代表曲线总样本低于对应 X 轴值的比例。

图2 收到币比例的累积分布

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%）。进一步计算可以得出结论，矿池支付给每个矿工的平均补偿只占他们的总补偿。

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：

结论三：对比特币网络发起 51% 攻击基本上是不可能的

从打币地址数量可以看出，仅BTC.COM的一个矿池就有数万个有效矿工（假设一个地址代表一个矿工），全球矿工规模可达数十万. 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。

既然比特币矿工是去中心化的比特币挖矿是真是假，有没有可能发生 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，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的行为。

笔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 个地址获得了总数的 50%，而 BTC.COM 的算力占 25%。假设其他矿池中大型矿工的占比与 BTC.COM 相近，那么全球 2400 家大型矿工的算力是比特币的一半，也就是说，如果你想发起 51% 攻击，你至少要说服2000多个矿工，2000多个矿工分布在世界各地。要控制所有这些人几乎是不可能的。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。