礦業科普｜礦工為何打包空塊？_CRYPTO

「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。

Ripple聯合創始人：BTC礦業需要更加環保:據livebitcoinnews消息，Ripple聯合創始人克里斯·拉爾森（Chris Larsen）認為，除非比特幣改變自身以使其對環境更加友好，否則對于世界上最大，最受歡迎的數字貨幣的所有希望都將喪失。他同時認為，BTC礦業需要更加環保。一些人爭辯說，比特幣采礦帶來的威脅并不那么大，而且被夸大了。[2021/5/2 21:17:17]

?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。

58學院直播間：礦業未來發展將趨向機構化和金融化:12月24日下午4點，58學院第二十七期AMA《礦工金融化 對抗動蕩行情的秘密武器》邀請到了貝寶金融全球合作部董事總經理悟空做客直播間，悟空表示，礦業目前存在著機構化的趨勢，有越來越多的機構投資者進入了挖礦行業。而這些機構投資者資金實力較強，在金融方面也非常專業，推動了礦業金融服務的發展。挖礦本身就具備金融屬性，目前礦業的金融服務的基礎設施雛形已經形成，從最初的質押借貸，到期權工具，礦工在逐漸接受金融化產品具有的抗風險特性。目前礦業機構化和金融化的趨勢只是開始，未來發展潛力巨大。[2020/12/24 16:24:21]

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。

聲音 | 嘉楠耘智邵建良：發改委調整目錄利好加密礦業:金色財經報道，不少從業者認為，國家發改委此次摘掉了虛擬貨幣“挖礦”頭頂的“淘汰產業”頭銜，意味著國家對“挖礦”的態度由不鼓勵轉變為了允許，“此舉是在為正規軍入場鋪路，大資金以后入場挖礦行業會更加方便”。全球第二大礦機制造商嘉楠耘智區塊鏈總經理邵建良在接受媒體采訪時也認為，發改委這一調整讓行業整體吃了一顆定心丸，會對行業發展形成利好，行業整體或迎來快速發展期，頭部企業或將得到快速發展。另一方面，一些落后的產能及公司可能大概率出局。[2019/11/12]

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。

曹山石微博發布引導企業退出挖礦業務的官方文件:日前財新記者報道其從權威渠道處確認，央行1月3日沒有召開所謂的內部會議，對比特幣礦場也沒有作出限期關停的要求，但是目前確實有逐步取消電價、稅收、土地等優惠政策的計劃。然而今晚微博財經大V曹山石發布微博，標題為“監管部門要求各地引導轄內企業有序退出“挖礦”業務”，同時附上了兩站辦公室文件圖片及一張有關企業情況匯總表。文件標題為“互聯網金融風險專項整治工作小組辦公室文件”，由中國人民銀行金融市場司代章，簽署于2018年1月2日。該文件表明，該工作小組在2017年11月20日召集有關省市的整治辦，圍繞虛擬貨幣“挖礦”企業在消耗大量資源的同時也助長了虛擬貨幣投機炒作之風等事項進行了討論，并形成了處置意見。通知各地機關引導轄內企業有序退出“挖礦”業務。[2018/1/6]

▲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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