我们研究比特币中的新功能——时间锁，可以确保特定比特币交易仅在未来某个时间点之后有效。本报告解释了为什么从挖矿激励的角度采用时间锁功能很重要，我们认为当前的采用率实在是太低了。
原文：Bitcoin Time Locks（BitMEX）
编译：1912212.eth，Foresight News
封面：Photo by Thomas Bormans on Unsplash
在几个月后，可能是 2024 年 4 月，比特币的区块补贴将减半至仅为 3.125 比特币。直到现在，比特币一直依赖于区块补贴来确保网络安全。然而，在我们看来，未来几年内，中本聪的愿景「激励可以完全过渡到交易费，并且完全不受通货膨胀的影响」将开始受到考验。关于比特币是否能够实现这一点并保持安全性，一直存在讨论。例如，如果费率足够高以确保网络安全，那是否会淘汰掉某些受欢迎的用例？另一个考虑因素是类似 Ordinals 的替代用例在产生可持续的矿工收入方面将发挥什么作用？在本报告中将专注于我们认为是过渡激励到费用的关键组成部分，即经常被忽视的比特币的时间锁功能。
比特币的时间锁功能
比特币有四类内置的时间锁功能。这些机制确保比特币交易只能在特定的时间点或区块高度之后包含在区块链中。下表概述了各种不同类型的时间锁。
以下示例交易结构显示，同一交易中可以使用多种类型的时间锁，并且还说明了在交易中时间锁的位置。
插图展示了在交易中可以包含各种锁定时间选项的位置。
除上述内容外，还应注意到 coinbase 交易的输出具有一个 100 个区块的相对时间锁定期，可以被视为另一种类型的时间锁。
费用争夺和矿工激励
当区块奖励下降并激励转向费用时，提供安全性的不仅仅是与传入交易相关的费用。已确认交易的安全性还取决于与其他交易相关的交易费用。如果在一个不受信任的环境中收到大额比特币付款，比如价值 1000 万美元，在一次确认之后，与该交易相关的交易费用可能并不一定提供太多的安全性。发送者可以创建一个具有更高费用的冲突交易，比如 50 万美元的费用，并尝试双重花费。然后，一些矿工可能会诱惑向后重组回一个区块，以获取更高的费用。
当然，矿工不希望这样向后重组。矿工希望在最前沿挖矿，因为其他矿工选择在最大 POW 链上工作，如果矿工试图向后重组，他们的区块更有可能过期，他们将一无所获。另一方面，如果向后重组回一个区块的激励足够大，由于最前沿和向后重组之间的收入差异很大，一些恶意矿工可能会利用这一点。
比特币有几个特性可以缓解这个问题。首先是区块奖励。由于矿工激励的很大一部分是固定的，尝试向后重组以获取更多费用的动机很小。随着区块奖励的下降，另一种机制应该防止这种攻击，即所谓的深度内存池。这是一种观点，即比特币区块将始终保持满载状态，并且内存池中将永远存在一些交易的永久积压，以及与之相关的费用，这些费用鼓励矿工将链向前移动。有了深度内存池，总有一些收入可以从在最前沿挖矿中获得。这个观点在区块大小战争时非常有争议，较大的区块反对满载的区块和深度内存池。不管人们对深度内存池的看法如何，锁定期在这里很重要。当发送者设置的锁定期是当前区块高度时，这种深度内存池安全系统运作得更好。
简化来说，当区块奖励较低时，考虑向后重组一个区块的邪恶矿工。如果没有使用锁定期，矿工可以查看上一个区块和内存池中的所有交易费用。然后，矿工可以从两个 bucket 中选择支付费用最高的交易并构建区块。如果这里的费用收入远远高于在最前沿挖掘的新区块可能的费用收入，矿工可能会尝试向后重组。另一方面，如果每个人都使用锁定期，使用当前区块高度，那么对于内存池中的任何新交易，如果矿工向后重组，他们将无法获得这些费用。如果矿工向后重组，他们只能在候选区块中包含一些而不是全部内存池中费用率最高的交易。启用锁定期的任何新的高费用交易，一旦被广播，就鼓励矿工在最前沿挖矿。因此，向后重组的激励减少了。在我们看来，这个特性对于比特币的长期安全性至关重要。
比特币核心默认设置
自 2014 年末以来，由比特币核心钱包生成的交易默认情况下将锁定期字段设置为当前区块，以防止费用争夺。正如比特币核心代码库中的注释所述：
对于大型矿工来说，最佳区块和内存池中的交易价值可能超过故意尝试挖掘两个区块以废除当前最佳区块的成本。通过设置 n 锁定期，使得只有下一个区块可以包含该交易，我们阻止了这种做法，因为高度受限且有限的区块大小使考虑费用抢夺的矿工在实施此攻击时选择较少的选项。简单来说，从钱包的角度来看，我们总是希望区块链向前发展。通过这种方式设置 n 锁定期，我们基本上是在表明我们只希望这笔交易出现在下一个区块中；我们不希望通过允许交易出现在最佳链分叉的较低高度而潜在地鼓励重组。
据我们所知，很少有其他钱包默认使用锁定期，大多数采用情况来自使用比特币核心的用户。因此，锁定期的使用通常被视为比特币核心钱包使用的代理。值得注意的是，Electrum 比特币钱包也将锁定期设置为最新的区块高度。
我们计划在未来几周提供有关各种时间锁使用情况的更多数据和统计信息。然而，与时间锁采用有关的一些图表可以在 https://transactionfee.info/ 网站上找到。
数据显示，基于区块高度的绝对时间锁的采用在 2015 年初有所增加，达到了约 20% 的水平。我们认为造成这一现象的原因是，比特币核心钱包在 2014 年底将绝对时间锁设为默认策略。自那时以来，采用率一直在 20% 左右的水平上徘徊，然后在 2023 年降至约 10%。我们认为这一下降是由于 Ordinals 和 BRC 20 代币的采用。区块链的这种新用法使一些其他用户望而却步，据我们所知，与 Ordinals 相关的交易通常不会默认启用锁定期。
基于日期的绝对锁定时间的采用非常低，仅有非常小众的使用。在 Ordinals 出现之前，采用率曾在所有比特币交易中达到约 0.1% 的峰值，而在 Ordinals 兴起后，使用率降至约 0.05%。
结论
考虑将锁定期添加到交易中的决定是一种类似于「共有资源」的悲剧。个体用户可能只是希望无论如何都能确认他们的交易，他们可能不关心锁定期为比特币网络提供的更广泛的安全性好处。另一方面，这种明显博弈问题的规模很小，因为将锁定期添加到交易中的成本非常低。几乎所有用户都不会以每笔交易为基础做出这个决定，而且大多数用户甚至不知道锁定期是什么。在大多数情况下，这将取决于用户使用的钱包的默认策略。
我们认为锁定期的采用对比特币的长期安全性至关重要，并鼓励钱包开发人员加以实施。当前的 20% 采用水平似乎相当低。比特币的拥护者现在可能有另一个问题可以宣传：
- 掌握自己的私钥。Not your keys, not your coins! 卖掉黑石 ETF，购买真正的比特币！
- 运行自己的节点以完全验证传入的交易
- 为进行的交易设置锁定期和 / 或使用默认添加锁定期的钱包。
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