「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有望与尼亚加拉市达成和解，恢复挖矿业务:金色财经报道，U.S.Bitcoin Corp（USBTC）将与纽约州尼亚加拉瀑布市达成和解协议，该协议将允许恢复其在该市的比特币挖矿业务。此前由于当地居民进行噪音投诉，州最高法院在3月初命令USBTC停止挖矿并支付100万美元的罚款。
预计市议会将于今天投票通过的这项协议将把该设施的噪音污染限制在 65 分贝。住宿设施将包括一个“隔音墙”和一个“独立监视器”，用于监控噪音水平。USBTC 还必须遵守新的分区法，它还将在接下来的 30 天内支付 150,000 美元的合规费用。[2023/4/5 13:46:35]
?01阴谋论
比特币矿业公司Bit Digital市值目前已超过10亿美元:金色财经报道，比特币矿业公司Bit Digital（BTBT）市值目前已超过10亿美元，其股价在过去一年中飙升了近7,500％。据悉，Bit Digital一直在积极扩大其加密采矿业务，包括此前以1390万美元购入新矿机。与此同时，随着比特币价格上涨，Riot Blockchain(Riot)、Marathon Patent Group (MARA)和Hive Blockchain(Hive)三家比特币矿商股票也大涨，其市值也均超过10亿美元。（Coindesk）[2021/1/11 15:50:34]
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。
动态 | 比特币挖矿业务有六成分布在中国 其中四川占比达48%:据CoinDesk消息，CoinShares研究部门主管Chris Bendiksen近期在富达矿业峰会上表示，“比特币主要是由依靠中国的煤炭这一非清洁能源开采”这一普遍观点是错误的。他的团队最近对比特币挖矿的主要地区和能源进行了研究后发现，挖矿业务主要是部署在山区，这些山区往往拥有较大河流，并且可再生能源在在整个能源结构中占比较高。 CoinShares报告称，全球48%的加密挖矿活动发生在中国四川省，该地的可再生能源占比高达90%；12%的矿业活动分布在中国其他地区，这些地区的可再生能源占比约为50%。另外35%的挖矿活动在西方国家的不同地区进行，包括加拿大的不列颠哥伦比亚省和魁北克省、美国华盛顿州和冰岛。剩下的5%挖矿活动分布在世界上其他地区，这些地区大部分可再生能源占比都很高，尤其是水力发电。[2019/5/7]
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。
矿业公司Hut 8在第一季度开采828个比特币:据coindesk消息，在2018年第一季度，bitfury支持的Hut 8矿业集团开采了800多枚比特币。该公司CEO Andrew Kiguel表示，对目前为止所做的工作感到满意，并且今年第一季度开采的828枚比特币加上去年12月以来的500枚，现在Hut 8有1300枚比特币。另外，该公司正在Medicine Hat市设立一个新数据中心，一旦投入运营，Hut 8的开采能力将增加两倍以上。[2018/5/25]
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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