График эмиссии: 21 миллион

Любопытство

1. Как из бесконечной последовательности уменьшений вдвое возникает конечное число?
2. Что происходит, когда ошибка в программном обеспечении создаёт больше денег, чем позволяет протокол?
3. Почему фактический объем в обращении меньше теоретического максимума?

Исследование

1. Лимит в 21 миллион — не обещание, а математическое следствие графика эмиссии. Новые биткоины попадают в обращение исключительно через субсидию за блок, которая в январе 2009 года составляла 50 BTC за блок. Это вознаграждение уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков, то есть примерно раз в четыре года. Формула суммирует геометрическую прогрессию: 210 000 блоков, умноженные на 50 BTC, умножаются на сумму степеней одной второй (1 + ½ + ¼ + …). Этот бесконечный ряд сходится ровно к 21 000 000 BTC.
2. Поскольку стоимость биткоина измеряется в целых сатоши (сто миллионных доли биткоина), при каждом уменьшении награды происходит округление вниз. К блоку 6,720,000, примерно к 2136 или 2137 году, награда снижается до минимальной единицы — одного сатоши. К блоку 6,930,000, примерно в 2140 году, будет выпущено почти все 21 миллион BTC. Из-за этих округлений истинный максимум немного меньше 21 миллиона, составляя примерно 20,999,999.9769 BTC.
3. Фактическое предложение ниже теоретического предела по нескольким причинам. Вознаграждение генезис-блока в 50 BTC по замыслу невозможно потратить. Некоторые майнеры забирали меньше полной субсидии, и незабранная сумма так и не была создана. Монеты отправлялись на заведомо нерасходуемые выходы, а многие приватные ключи навсегда утеряны из-за сбоев оборудования или забытых паролей. Все эти факторы снижают объём монет в обращении ниже жёсткого предела протокола.
4. Лимит обеспечивается правилами консенсуса в программном обеспечении Bitcoin Core, а не какой-либо внешней инстанцией. Каждый узел проверяет, чтобы ни один блок не превышал допустимую сумму субсидии. В августе 2010 года ошибка, связанная с переполнением значений (CVE-2010-5139), позволила одной транзакции создать более 184 миллиардов BTC в блоке 74,638. Примерно через пять часов была выпущена исправленная версия клиента, и шахтеры, использующие её, создали цепочку без этой бракованной транзакции; эта новая цепочка вскоре обогнала первоначальную на 53 блока, в результате чего суммы, связанные с этой транзакцией, были стерты. Этот инцидент показал, что надежность лимита зависит от качества программного обеспечения узлов, обеспечивающего его соблюдение, а также от способности сети быстро координировать свои действия для его защиты.
5. В 2018 году в Bitcoin Core версий с 0.15 по 0.16.2 нашли ещё один баг инфляции (CVE-2018-17144): майнер мог создать монеты с помощью транзакции, в которой один и тот же вход указан дважды. Уязвимость исправили, и известных случаев её эксплуатации нет. Оба эпизода показывают, что график эмиссии зависит от корректности программного обеспечения и от людей, которые за ним следят.
6. Откройте эксплорер блоков и сравните текущее количество монет в обращении с 21 000 000 BTC. Обратите внимание на разницу между теоретическим максимумом и фактическим количеством монет в обращении. Посмотрите дату следующего халвинга и рассчитайте, сколько блоков осталось до снижения субсидии с 3,125 до 1,5625 BTC. Эта проверка подтверждает, что график эмиссии выполняется в точности так, как он запрограммирован.

Ключевые факты

Упражнение девять, шесть, три, один

Проверка фактов

Даты, цифры и утверждения были проверены по приведенным ниже опубликованным источникам.

• Satoshi Nakamoto, 'Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System' (2008)
• A. M. Antonopoulos & D. A. Harding, Mastering Bitcoin, 3rd ed. (2023), ch. 12
• CVE-2010-5139, Common Vulnerabilities and Exposures
• CVE-2018-17144, Common Vulnerabilities and Exposures
• Bitcoin Core source code, validation.cpp