说到区块链，大家都会提到分布式系统中的著名问题“拜占庭通用问题”。
拜占庭将军的问题大概是：N个不同地方的拜占庭将军围攻一个敌人，忠诚的将军希望通过某种协议(比如约定在某个时间一起进攻)达成某个订单的协议，但是被背叛的将军中的一部分会通过发送假消息来阻止忠诚的将军达成订单的协议。如果同时进攻的将军人数少于m，不足以歼灭敌人，但很容易被敌人歼灭。怎么做才能保证m个以上的将军同时一起进攻？
拜占庭综合问题是分布式系统的经典模型。当分布式系统没有可靠的中心来协调所有节点时，如何保证大部分节点的数据一致？拜占庭一般模型描述了这个问题。一个区块链系统可以解决拜占庭将军的问题，那么我们说这个区块链系统满足拜占庭容错。
需要注意的是，在拜占庭将军问题模型中，将军分为“忠诚”和“背叛”。这种分类实际上是以将军们是否遵守“共识协议”来区分的。在区块链系统中，当一个节点不遵守共识协议并篡改正确的数据时，它可以被视为“被背叛”的节点。
作为一个信息系统，从“拜占庭一般问题”(即分布式系统的数据一致性)的角度来分析就够了。然而，我在本系列的第一篇文章中提到，区块链不仅是一种信息工具，而且是一种深入业务的技术，可以在业务模式中发挥决定性作用。区块链技术不仅是一种信息技术，也是一种“经济技术”。因此，我们不能仅仅从信息技术的角度来分析区块链。
回到本章的主题，我们如何从经济角度看待区块链？这个题目太大了，我自己也不是经济学专业的。我只能试着从经济学的角度简单分析一下比特币区块链系统。
从经济学的角度来看，仅仅遵守共识协议并不能保证一个经济体系的稳定。事实上，“中本聪”在设计比特币系统时已经考虑了很多经济问题。所以矿工在比特币系统中挖矿是有奖励的，矿工也可以获得转让费，保证自己有足够的计算能力参与整个比特币系统的维护。
经济学最基本的假设：矿工应该追求利益最大化。首先，对于矿工来说，遵守整个比特币系统的技术协议，就有可能获得比特币。不遵守就直接被排除在系统之外，没有收入。所以从“拜占庭一般问题”的分类来看，比特币矿工都是“忠诚”的，可以让整个比特币系统趋于稳定。
但在遵守比特币系统技术协议的前提下，其实有很多策略可以选择。这些策略是不违反技术协议的行动，但对整个比特币系统的经济稳定性有影响。比如矿工可以选择对其他矿工发起DDOS攻击，拖慢竞争对手的网络，提高他们挖到区块的概率。这种情况可以让矿工获得更高的利润，但是一旦所有矿工都在用DDOS互相攻击，整个比特币网络将无法使用，交易无法提交生效，导致整个比特币的价值降低。
还需要注意的是，矿工有时不仅是矿工，也是比特币交易者。在这种情况下，如果矿商发起“双花攻击”，可能会收获不少利益。
例如，如果一个矿工爱丽丝需要向鲍勃转移1000个比特币，爱丽丝在比特币网络上广播一个爱丽丝向鲍勃的账户转移1000个比特币的交易，该交易被其他矿工接收并记录在他们的块中。然而，爱丽丝自己在区块中记录了另一笔交易，——爱丽丝向爱丽丝_新账户转账1000个比特币，也就是说，爱丽丝人为制造了一个分叉点，在这个分叉点，她做了一笔双花交易(一笔钱花了两次)。之后爱丽丝一直默默挖掘，直到产生6个区块，再次播报挖掘结果。如果爱丽丝能掌握全网51%以上的计算能力，那么双花交易最终会被全网认定为爱丽丝对爱丽丝_新的交易，转让给鲍勃的交易无效。此时，如果1个比特币的价格是3000美元，那么鲍勃可能损失了300万美元。这是一个非常大的数字。这也是我们经常提到的比特币中的“51%攻击”。
因为整个比特币系统是去中心化的，也就是说我们无法记录矿工爱丽丝的信用。因此，即使发生51%的攻击，爱丽丝也不会受到任何惩罚。相反，爱丽丝可以继续参与挖矿，继续制造51%的攻击。当然，如果经常出现这种情况，整个比特币系统就会变得一文不值。因此，拥有超强计算能力的矿工在发动51%攻击时，需要考虑是否会拖垮整个比特币系统。
其实并不是只有计算能力超过51%的矿工才能发起双花攻击。如果一个矿工有45%的计算能力，他仍然可以发动双花攻击。在我们通常认为六块就能确认交易成功的概念下，用45%的计算能力发动双花攻击的成功率是(0.45/(1-0.45))的335430的六次方。(考虑到他，那他自己挖自己的叉子，另一个叉子只有55%的计算能力，所以是0.45/(1-0.45)。也就是说，如果这次双花交易的金额是1000比特币，那么他的预期收益就是300比特币。这种情况下，从博弈论的角度来看，矿工发动双花攻击的可能性很大。
在比特币区块链系统的设计中，挖掘难度的变化速度相对较慢。所以对于计算能力高的矿工来说，准备增加硬件提高计算能力，同时发动双花攻击，矿工就有可能获得高额利润。当然，这种行为也会损害比特币的价值。
基于以上分析，我们可以得出这样的结论：虽然比特币区块链系统的技术设计已经非常成熟，但是一旦采用经济分析，仍然可以发现去中心化的比特币系统仍然存在很高的经济风险，这种风险来自于计算能力的中心化。目前几个大型矿池已经在整个比特币网络中占据了非常高的算力比例。在这种情况下，比特币系统的价值在很大程度上取决于这些矿池的道德水平。然而，上述所有分析都假设矿工发起了一笔大额转让交易。目前由于比特币价格非常高，大额交易很少，所以出现上述风险的概率很低。
作者简介：aomeng@caict.ac.cn蒙骜，现就职于中国信息通信研究院北京特盈富网络科技有限公司，主要研究模式识别和区块链。
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