礦業科普｜礦工為何打包空塊？_MIN

「知礦大學問答」是以問答的形式，邀請行業資深從業者，解答用戶挖礦相關的提問。

來自@地攤小王子?的提問：

打包交易有手續費收入，為什么會有礦工打包空塊呢？有人說打包空塊的礦工是制造比特幣網絡擁堵的壞礦工，這種說法對嗎？

知礦大學小編@OWEN的回答：

比特幣的空塊是指，區塊中僅打包了創幣交易的區塊。在《如果區塊鏈會說話》一文介紹過，截止到目前，大約有9萬空塊，約占目前區塊數量的14%。這其中很多空塊是在比特幣早期產生的，那時候用比特幣的用戶極少，鏈上幾乎沒有交易產生，所以礦工也只能打包空塊了。

后來比特幣鏈上交易多了起來，內存池一直有等待礦工打包的交易，這種情況下，為什么礦工還會打包空塊？?@地攤小王子提問是針對這種情況的，以下的回答也是針對這種情況的。

嘉楠耘智將在美國啟動挖礦業務:7月29日消息，嘉楠耘智高管在接受采訪時詳細介紹了其在哈薩克斯坦試點采礦業務的成功，并分享了將業務擴展到美國的計劃。截至2022年第一季度，該公司的收入為2.13億美元，持有近167個比特幣，截至發稿時價值接近400萬美元。（nasdaq）[2022/7/30 2:46:52]

?01陰謀論

首先，打包空塊的礦工是制造比特幣網絡擁堵的壞礦工，這是徹徹底底的陰謀論。

假設真的有攻擊者通過打包空塊的方式來造成比特幣網絡擁堵，這種攻擊非常低效，而且需要投入大量的成本。

目前比特幣全網算力超過100E，全網礦工每天大約挖出144個塊，每個塊打包交易的上限在4000筆左右。假設惡意礦工想控制10%的算力來進行“空塊攻擊”，他們需要控制超過10E的算力，這么大的算力規模，不管是通過租用算力，還是買礦機來實現，都是一筆非常巨大的成本支出。

混沌池CHT獲蓬勃礦業251P算力質押投資:據官方消息，混沌生態下項目混沌池與蓬勃礦業達成戰略投資協議，獲蓬勃礦業251P算力投資。

混沌池是多態自有礦池，分布式算力的集成平臺，采用泛共識機制。混沌池整體生態建設由交易所、礦場、IDC機房、公鏈、廠商、平臺，六個維度組成，多維共享共建，全方位保證價值資產的穩定增長和長久安全。[2020/7/29]

參考crypto51的即時數據來計算發起攻擊的成本，crypto51給出了對比特幣進行51%算力攻擊每小時需要的成本，我們假設的是10%的算力，也就是這個攻擊成本的五分之一，每小時大約需要花費￥53萬，攻擊成本非常高。當然這種攻擊，還是可以得到區塊獎勵回報的。

Genesis Mining CEO：利用可再生能源的挖礦業務或是2020年的贏家模式:在最近一期的“Untold Stories”播客中，Genesis Mining首席執行官Marco Streng談及大規模挖礦及其對環境的影響和能源消耗等問題。Streng稱，比特幣是建立在PoW基礎上的，它需要大量的電力。這反過來又迫使許多礦池在電力便宜、能源較多且監管相對寬松的地區建立業務。Streng指出，認為比特幣挖礦是最大環境災難的觀點并不完全正確。因為不僅要看到消極的一面，也要看到積極的一面：“這包括大規模挖礦活動在這些地區的經濟增長中起著至關重要的推動作用。對于加密挖礦業務來說，最基本的標準是廉價電力的可獲得性，這往往導致礦場被設置在全球那些‘文明’發展程度相對較低的偏遠地區。”此外，Streng認為，如果我們能在創新方面取得進展，并把重點放在對可再生能源的依賴上，那么地球上就有足夠的資源來生產所需數量的電力。（AMBCrypto）[2020/4/27]

動態 | 德州證券專員命令加密貨幣礦業公司償還投資者:據Financefeeds消息，根據美國德克薩斯州證券專員特拉維斯j艾爾斯(Travis J. Iles)于8月2日簽署的命令，位于澳大利亞悉尼的云采礦公司AWS Mining PTY將向19名德克薩斯居民支付減去利潤后的全部投資額。AWS Mining的業務包括AWS Mining和MyCoinDeal。后者為AWS Mining發行的加密貨幣投資提供數字錢包服務。去年11月，德州證券專員對AWS公司采取了緊急行動，要求其停止出售未注冊證券。根據當時的文件，AWS Mining及其多個代理商和首席營銷官Josiah Kostek違反了德克薩斯州證券法，誘使該州居民購買AWS未注冊的云采礦電力證券，并承諾“每項投資可獲得200％的被動回報”。[2019/8/3]

▲https://www.crypto51.app/?ref=block123

再來說“空塊攻擊”對比特幣網絡破壞效果。

空塊攻擊難以對比特幣造成實質性的傷害，最終結果是損人利己、自討沒趣。

假設比特幣網絡已經很擁堵了，用10%算力進行“空塊攻擊”，相當于區塊大小被惡意礦工人為“縮小“了10%，實際效果是平均每個區塊能打包交易數量的上限”下降“了10%。比特幣網絡如果實在太擁堵，又會反過來降低人們鏈上交易的需求，網絡就變得不再擁堵了，這樣一來，“空塊攻擊”的效果就難以起到持續性效果。

綜上，“空塊攻擊”需要付出高昂的成本代價，在攻擊效果上也很難持續，打包空塊是礦工發起“空塊攻擊”的這種言論是不明真相者的陰謀論。

礦工打包空塊的真相是什么呢？

02真相

礦工挖礦是一場比拼速度的競賽。不僅要看誰先找到了符合系統要求的解，還要把找到的解，盡快廣播出去。快，對于礦工來說是一件貫穿始終的事情。

一個區塊包含兩部分，區塊頭和區塊體。比特幣客戶端在對區塊廣播時，是將區塊頭和區塊體分開傳播的。區塊頭包含了版本號、父區塊頭哈希值、時間戳、默克爾樹根哈希值、難度目標、隨機數等6部分，它的大小只有80字節。交易信息被打包在區塊體里。一個滿載的區塊大小為1M，它是區塊頭大小的12500倍。

越多的信息量，傳播延時越長。區塊頭和區塊體的大小差異，造成其他礦工會先接收到新區塊頭數據，一段時間之后，再收到區塊體的數據。

收到區塊頭數據還沒收到區塊體數據的這段時間，對于礦工來說，也是有成本的，礦機依舊在運行。

礦工為了充分利用這段時間進行挖礦，就不能往區塊里填充交易，也就說礦工只能嘗試挖空塊。這是因為礦工沒有收到父區塊打包的交易數據，不知道父區塊打包了哪些交易，如果礦工往區塊里填充交易，可能會把已經被父區塊打包的交易再次打包，這會造成區塊數據不合法，之前為此付出努力都變成了無用功。為了避免這種情況發生，在這段時間，礦工明智的做法是不打包交易挖空塊。如果這段時間剛好挖到新區塊，那么挖出的塊就是空塊。

粗略統計了一下，在待確認交易內存池持續不空的情況下，21萬多個區塊中，大約有0.75%的空塊。另外這部分空塊的出塊時間，與其父區塊的時間間隔都在幾十秒之內，這樣很好印證了我們前面給出的信息延遲的解釋。

03總結

礦工打包空塊是出于經濟利益的考量，這樣做是礦工最明智的選擇。礦工為了充分利用這段時間進行挖礦，且避免與父區塊中打包的交易發生沖突，就不能往區塊里填充交易，也就是說礦工只能嘗試挖空塊。打包空塊是惡意礦工為了對比特幣發起“空塊攻擊”，這是典型的陰謀論。

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