我們研究比特幣中的新功能——時間鎖，可以確保特定比特幣交易僅在未來某個時間點之後有效。 本報告解釋了為什麼從挖礦激勵的角度採用時間鎖功能很重要，我們認為當前的採用率實在是太低了。
原文：Bitcoin Time Locks（BitMEX）
編譯：1912212.eth，Foresight News
封面：Photo by Thomas Bormans on Unsplash
在幾個月後，可能是 2024 年 4 月，比特幣的區塊補貼將減半至僅為 3.125 比特幣。 直到現在，比特幣一直依賴於區塊補貼來確保網路安全。 然而，在我們看來，未來幾年內，中本聰的願景「激勵可以完全過渡到交易費，並且完全不受通貨膨脹的影響」將開始受到考驗。 關於比特幣是否能夠實現這一點並保持安全性，一直存在討論。 例如，如果費率足夠高以確保網路安全，那是否會淘汰掉某些受歡迎的用例？ 另一個考慮因素是類似 Ordinals 的替代用例在產生可持續的礦工收入方面將發揮什麼作用？ 在本報告中將專注於我們認為是過渡激勵到費用的關鍵組成部分，即經常被忽視的比特幣的時間鎖功能。
比特幣的時間鎖功能
比特幣有四類內置的時間鎖功能。 這些機制確保比特幣交易只能在特定的時間點或區塊高度之後包含在區塊鏈中。 下表概述了各種不同類型的時間鎖。
以下示例交易結構顯示，同一交易中可以使用多種類型的時間鎖，並且還說明瞭在交易中時間鎖的位置。
插圖展示了在交易中可以包含各種鎖定時間選項的位置。
除上述內容外，還應注意到 coinbase 交易的輸出具有一個 100 個區塊的相對時間鎖定期，可以被視為另一種類型的時間鎖。
費用爭奪和礦工激勵
當區塊獎勵下降並激勵轉向費用時，提供安全性的不僅僅是與傳入交易相關的費用。 已確認交易的安全性還取決於與其他交易相關的交易費用。 如果在一個不受信任的環境中收到大額比特幣付款，比如價值 1000 萬美元，在一次確認之後，與該交易相關的交易費用可能並不一定提供太多的安全性。 發送者可以創建一個具有更高費用的衝突交易，比如 50 萬美元的費用，並嘗試雙重花費。 然後，一些礦工可能會誘惑向後重組回一個區塊，以獲取更高的費用。
當然，礦工不希望這樣向後重組。 礦工希望在最前沿挖礦，因為其他礦工選擇在最大 POW 鏈上工作，如果礦工試圖向後重組，他們的區塊更有可能過期，他們將一無所獲。 另一方面，如果向後重組回一個區塊的激勵足夠大，由於最前沿和向後重組之間的收入差異很大，一些惡意礦工可能會利用這一點。
比特幣有幾個特性可以緩解這個問題。 首先是區塊獎勵。 由於礦工激勵的很大一部分是固定的，嘗試向後重組以獲取更多費用的動機很小。 隨著區塊獎勵的下降，另一種機制應該防止這種攻擊，即所謂的深度記憶體池。 這是一種觀點，即比特幣區塊將始終保持滿載狀態，並且記憶體池中將永遠存在一些交易的永久積壓，以及與之相關的費用，這些費用鼓勵礦工將鏈向前移動。 有了深度記憶體池，總有一些收入可以從在最前沿挖礦中獲得。 這個觀點在區塊大小戰爭時非常有爭議，較大的區塊反對滿載的區塊和深度記憶體池。 不管人們對深度記憶體池的看法如何，鎖定期在這裡很重要。 當發送者設置的鎖定期是當前區塊高度時，這種深度記憶體池安全系統運作得更好。
簡化來說，當區塊獎勵較低時，考慮向後重組一個區塊的邪惡礦工。 如果沒有使用鎖定期，礦工可以查看上一個區塊和記憶體池中的所有交易費用。 然後，礦工可以從兩個 bucket 中選擇支付費用最高的交易並構建區塊。 如果這裡的費用收入遠遠高於在最前沿挖掘的新區塊可能的費用收入，礦工可能會嘗試向後重組。 另一方面，如果每個人都使用鎖定期，使用當前區塊高度，那麼對於記憶體池中的任何新交易，如果礦工向後重組，他們將無法獲得這些費用。 如果礦工向後重組，他們只能在候選區塊中包含一些而不是全部記憶體池中費用率最高的交易。 啟用鎖定期的任何新的高費用交易，一旦被廣播，就鼓勵礦工在最前沿挖礦。 因此，向後重組的激勵減少了。 在我們看來，這個特性對於比特幣的長期安全性至關重要。
比特幣核心預設設置
自 2014 年末以來，由比特幣核心錢包生成的交易預設情況下將鎖定期欄位設置為當前區塊，以防止費用爭奪。 正如比特幣核心代碼庫中的註釋所述：
對於大型礦工來說，最佳區塊和記憶體池中的交易價值可能超過故意嘗試挖掘兩個區塊以廢除當前最佳區塊的成本。 通過設置 n 鎖定期，使得只有下一個區塊可以包含該交易，我們阻止了這種做法，因為高度受限且有限的區塊大小使考慮費用搶奪的礦工在實施此攻擊時選擇較少的選項。 簡單來說，從錢包的角度來看，我們總是希望區塊鏈向前發展。 通過這種方式設置 n 鎖定期，我們基本上是在表明我們只希望這筆交易出現在下一個區塊中; 我們不希望通過允許交易出現在最佳鏈分叉的較低高度而潛在地鼓勵重組。
據我們所知，很少有其他錢包預設使用鎖定期，大多數採用情況來自使用比特幣核心的使用者。 因此，鎖定期的使用通常被視為比特幣核心錢包使用的代理。 值得注意的是，Electrum 比特幣錢包也將鎖定期設置為最新的區塊高度。
我們計劃在未來幾周提供有關各種時間鎖使用方式的更多數據和統計資訊。 然而，與時間鎖採用有關的一些圖表可以在 https://transactionfee.info/ 網站上找到。
數據顯示，基於區塊高度的絕對時間鎖的採用在 2015 年初有所增加，達到了約 20% 的水準。 我們認為造成這一現象的原因是，比特幣核心錢包在 2014 年底將絕對時間鎖設為預設策略。 自那時以來，採用率一直在 20% 左右的水準上徘徊，然後在 2023 年降至約 10%。 我們認為這一下降是由於 Ordinals 和 BRC 20 代幣的採用。 區塊鏈的這種新用法使一些其他用戶望而卻步，據我們所知，與 Ordinals 相關的交易通常不會默認啟用鎖定期。
基於日期的絕對鎖定時間的採用非常低，僅有非常小眾的使用。 在 Ordinals 出現之前，採用率曾在所有比特幣交易中達到約 0.1% 的峰值，而在 Ordinals 興起後，使用率降至約 0.05%。
結論
考慮將鎖定期添加到交易中的決定是一種類似於「共有資源」的悲劇。 個體使用者可能只是希望無論如何都能確認他們的交易，他們可能不關心鎖定期為比特幣網路提供的更廣泛的安全性好處。 另一方面，這種明顯博弈問題的規模很小，因為將鎖定期添加到交易中的成本非常低。 幾乎所有使用者都不會以每筆交易為基礎做出這個決定，而且大多數使用者甚至不知道鎖定期是什麼。 在大多數情況下，這將取決於使用者使用的錢包的預設策略。
我們認為鎖定期的採用對比特幣的長期安全性至關重要，並鼓勵錢包開發人員加以實施。 當前的 20% 採用水準似乎相當低。 比特幣的擁護者現在可能有另一個問題可以宣傳：
- 掌握自己的私鑰。 Not your keys, not your coins! 賣掉黑石 ETF，購買真正的比特幣！
- 運行自己的節點以完全驗證傳入的交易
- 為進行的交易設置鎖定期和 / 或使用預設添加鎖定期的錢包。
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