矿工角色与比特币生态系统的稳定性及未来展望

矿工积极参与维护比特币基础设施的原因在于，若比特币网络崩溃，他们所积累或预期可赚取的未兑换比特币将面临价值缩水或完全丧失的风险，甚至可能承受巨大经济损失。在深入探讨其动机之前，我们需要清晰理解矿工所提供的关键服务——并非交易验证，而是分散权力的保持，具体体现在决定哪个交易应被纳入区块链、铸造新币以及参与真相判定的权利。

以个人电脑参与矿池挖矿为例，计算得出所产出的比特币价值远低于消耗的电费，意味着个人电脑挖矿时代已成为过去。因此，在修改比特币原生协议时，无论是升级还是创建替代币种，都需要确保有足够的经济激励，维持矿工分权化的网络，并让他们用大量比特币交换提供的优质价值。比特币核心开发人员形象地比喻矿工的工作就像一台能在超市买牛奶的机器人，如果没有“鼻子”（即经济诱因），很快就会被欺诈，被迫购买变质的牛奶。

随着比特币每年产量递减，直至挖矿奖励归零时，会出现何种状况呢？矿工们的盈利依赖于比特币市场价格，若价格下跌，部分矿工会暂停挖矿，但仍会坚守等待价值反弹；而财务状况较差的矿工则需修理设备或将算力转向更有利可图的替代项目。在此期间，全球各地的小型矿工群体仍有可能与集中度较高的大型矿工集团形成抗衡之势，问题是这种平衡是否可持续。

中本聪预见到了交易费的存在，以此为经济诱因促使矿工尽可能多地纳入交易。当比特币总发行量达到上限时，矿工的主要收入来源将仅剩交易费。因此，在所有比特币都被开采完毕后，可能出现的是一种基于交易费的收费结构，如每笔交易设定一定费用上限。

受限于每个区块容量上限，矿工所能包含的交易数量有限，因此他们会优先选择交易费更高的交易。支付足够交易费的用户，其交易有望被矿工纳入下一区块。然而在网络拥堵的情况下，若交易费较低，可能需要等待两块甚至更多区块后才能被记录到区块链上。

对于目前承担不起费用的人群而言，此政策有何意义？收取交易费是否会削弱区块链相较于传统支付方式的竞争优势呢？事实上，交易费反映了验证一笔交易的边际成本。在挖矿收益每四年减半的趋势下，若缺乏交易费作为对矿工的经济激励，哈希率（hash rate）可能下降，进而影响网络安全。

关于51%攻击的风险，一个庞大的矿池或几个大型矿池联盟掌握了超过51%的哈希率，他们有能力操纵区块生成，迫使比特币网络接受他们的真相版本。攻击者可能并不因此变得富有，但他们可以撤销自己在过去区块中的交易，如同信用卡退款一样。例如，攻击者向同一商家购买一件昂贵商品，在商品发货后攻击网络，拿回他们已经支付的钱款。攻击者不是尝试在区块链尾部添加新区块，而是重新构建包含他们所有购买交易的旧区块以及所有后续区块，与此同时，网络仍在生成新的区块。一旦这个分支变得更长，它就会成为新的有效区块链。

针对工作量证明（Proof of Work, PoW）模式的51%攻击源自挖矿高度集中，而对于权益证明（Proof of Stake, PoS）模式的攻击，则源于货币控制的高度集中。交易所通常持有大量权益，受到地域法规约束，需要取得执照并接受监管，因此，它们拥有多重动因去保护自身品牌价值及钱包内货币价值。然而，当涉及大量流动性的货币价值和更具策略性的资产登记时，PoW或PoS区块链下的攻击者可能并不在乎相关成本。