比特币:矿业科普｜矿工为何打包空块？_比特币市值占比走势图

「知矿大学问答」是以问答的形式，邀请行业资深从业者，解答用户挖矿相关的提问。

来自@地摊小王子?的提问：

打包交易有手续费收入，为什么会有矿工打包空块呢？有人说打包空块的矿工是制造比特币网络拥堵的坏矿工，这种说法对吗？

知矿大学小编@OWEN的回答：

比特币的空块是指，区块中仅打包了创币交易的区块。在《如果区块链会说话》一文介绍过，截止到目前，大约有9万空块，约占目前区块数量的14%。这其中很多空块是在比特币早期产生的，那时候用比特币的用户极少，链上几乎没有交易产生，所以矿工也只能打包空块了。

后来比特币链上交易多了起来，内存池一直有等待矿工打包的交易，这种情况下，为什么矿工还会打包空块？?@地摊小王子提问是针对这种情况的，以下的回答也是针对这种情况的。

U.S. Bitcoin Corp将管理重组后的Celsius矿业部门:5月26日消息，高性能计算设施供应商U.S. Bitcoin Corp（USBTC）将管理重组后的Celsius Network LLC（Celsius）矿业部门。根据拟议的Celsius重组，USBTC将与重组后的公司签订一项或多项运营和服务协议，成为以前由Celsius拥有的所有采矿资产的独家运营商。USBTC还将从Fahrenheit每年获得1500万美元的Celsius挖矿资产管理费用（扣除运营费用）。USBTC预计在121800台矿机完全通电后，其管理的总安装算力将提高约12.2 EH/s。[2023/5/26 10:41:16]

?01阴谋论

意大利银行巨头UniCredit因非法关闭加密矿业公司账户而被罚款1.44亿美元:金色财经报道，意大利银行业巨头 UniCredit 因涉嫌关闭一家加密货币矿业公司的账户而被要求支付约 1.44 亿美元的罚款。根加密矿业公司 Bitminer Factory 子公司针对银行账户被 UniCredit 关闭提起诉讼，据波斯尼亚和黑塞哥维那当地城市巴尼亚卢卡地方法院裁定，UniCredit 在波黑的分支机构将支付 1.31 亿欧元（约合 1.44 亿美元）罚款。Bitminer Factory 子公司指控 UniCredit 错误地关闭了其在该银行巴尼亚卢卡当地分行持有的往来账户，法院表示该银行无法提供任何书面规则的证据阻止金融机构与加密公司建立业务关系，目前 UniCredit 已经对判决提出上诉。（Cryptopotato）[2022/3/29 14:24:26]

首先，打包空块的矿工是制造比特币网络拥堵的坏矿工，这是彻彻底底的阴谋论。

比特币矿业公司Stronghold Digital计划在IPO中融资9400万至1.06亿美元:10月13日消息，比特币矿业公司Stronghold Digital发布招股说明书，计划在IPO中融资9400万至1.06亿美元。该公司计划在纳斯达克全球市场上市其A类普通股，股票代码为“SDIG”。

招股说明书中显示，Stronghold运营着大约3000台比特币矿机，算力约为185PH/s，其计划到2021年12月将其总算力提高至超过2100PH/s，到2022年12月将超过8000PH/s。此外，该公司是通过“控制排放”的方式处理煤炭废料为矿机提供电力。[2021/10/14 20:27:11]

假设真的有攻击者通过打包空块的方式来造成比特币网络拥堵，这种攻击非常低效，而且需要投入大量的成本。

冰岛海盗党立法者建议对比特币矿业公司征收新税:在美联社的采访中，冰岛海盗党的Smari McCarthy提出建议对比特币矿业公司征收新税。由于冰岛有着丰富的地热能源和北极空气，冰岛长期以来都是全球比特币矿工的中心。McCarthy表示：“在正常情况下，在冰岛创造价值的公司都应向政府缴纳一定的税款，但这些比特币挖矿公司却没有这样做，我们应该思考他们是否应该这样做。”目前，海盗党在冰岛议会的63个议会中拥有6个席位，这意味着仅靠海盗党一方不太可能成功对比特币挖矿征收任何种类的税。[2018/2/13]

目前比特币全网算力超过100E，全网矿工每天大约挖出144个块，每个块打包交易的上限在4000笔左右。假设恶意矿工想控制10%的算力来进行“空块攻击”，他们需要控制超过10E的算力，这么大的算力规模，不管是通过租用算力，还是买矿机来实现，都是一笔非常巨大的成本支出。

参考crypto51的即时数据来计算发起攻击的成本，crypto51给出了对比特币进行51%算力攻击每小时需要的成本，我们假设的是10%的算力，也就是这个攻击成本的五分之一，每小时大约需要花费￥53万，攻击成本非常高。当然这种攻击，还是可以得到区块奖励回报的。

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

再来说“空块攻击”对比特币网络破坏效果。

空块攻击难以对比特币造成实质性的伤害，最终结果是损人利己、自讨没趣。

假设比特币网络已经很拥堵了，用10%算力进行“空块攻击”，相当于区块大小被恶意矿工人为“缩小“了10%，实际效果是平均每个区块能打包交易数量的上限”下降“了10%。比特币网络如果实在太拥堵，又会反过来降低人们链上交易的需求，网络就变得不再拥堵了，这样一来，“空块攻击”的效果就难以起到持续性效果。

综上，“空块攻击”需要付出高昂的成本代价，在攻击效果上也很难持续，打包空块是矿工发起“空块攻击”的这种言论是不明真相者的阴谋论。

矿工打包空块的真相是什么呢？

02真相

矿工挖矿是一场比拼速度的竞赛。不仅要看谁先找到了符合系统要求的解，还要把找到的解，尽快广播出去。快，对于矿工来说是一件贯穿始终的事情。

一个区块包含两部分，区块头和区块体。比特币客户端在对区块广播时，是将区块头和区块体分开传播的。区块头包含了版本号、父区块头哈希值、时间戳、默克尔树根哈希值、难度目标、随机数等6部分，它的大小只有80字节。交易信息被打包在区块体里。一个满载的区块大小为1M，它是区块头大小的12500倍。

越多的信息量，传播延时越长。区块头和区块体的大小差异，造成其他矿工会先接收到新区块头数据，一段时间之后，再收到区块体的数据。

收到区块头数据还没收到区块体数据的这段时间，对于矿工来说，也是有成本的，矿机依旧在运行。

矿工为了充分利用这段时间进行挖矿，就不能往区块里填充交易，也就说矿工只能尝试挖空块。这是因为矿工没有收到父区块打包的交易数据，不知道父区块打包了哪些交易，如果矿工往区块里填充交易，可能会把已经被父区块打包的交易再次打包，这会造成区块数据不合法，之前为此付出努力都变成了无用功。为了避免这种情况发生，在这段时间，矿工明智的做法是不打包交易挖空块。如果这段时间刚好挖到新区块，那么挖出的块就是空块。

粗略统计了一下，在待确认交易内存池持续不空的情况下，21万多个区块中，大约有0.75%的空块。另外这部分空块的出块时间，与其父区块的时间间隔都在几十秒之内，这样很好印证了我们前面给出的信息延迟的解释。

03总结

矿工打包空块是出于经济利益的考量，这样做是矿工最明智的选择。矿工为了充分利用这段时间进行挖矿，且避免与父区块中打包的交易发生冲突，就不能往区块里填充交易，也就是说矿工只能尝试挖空块。打包空块是恶意矿工为了对比特币发起“空块攻击”，这是典型的阴谋论。

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