COI:難度炸彈推遲：該如何決策？

本文是為預測EIP4345的影響而作的練習。這個EIP提議在2021年12月推遲難度炸彈。我們的目標是看看我們是否能幫助確定應該何時推遲、應該推遲多少，好讓難度炸彈預計在2022年5月份再次爆炸。

預備知識

有關這個主題，我之前已經寫過很多篇文章了：

有關難度計算的方法：It’sNottheDifficult

有關如何推遲難度炸彈：AMethodtoDiffusetheDifficultyBomb

一些更老的文章見此處和此處

難度炸彈的計算兩部分組成：A部分，用于調整難度、平抑出塊時間的波動；B部分，即難度炸彈本體。

A部分的調整時逐塊發生的，保證出塊時間圍繞13.5秒波動。這部分的調整效果非常好，如果沒有難度炸彈的話，將使出塊時間幾乎保持恒定。我們感興趣的是B部分。

B部分的炸彈是一個階躍函數，每隔10萬個區塊，數值就變作兩倍。在“爆炸”之前，大家都不會注意到它，然而一旦它開始爆炸，數值上升的速度會非常快（跟2^n一樣。

以太坊將進行硬分叉升級，以將難度炸彈推遲大約2-3個月:6月15日，官方消息，以太坊主網將在區塊高度15050000（約6月底）進行Gray Glacier硬分叉升級，以將難度炸彈推遲大約2-3個月，因此所有用戶必須在區塊激活之前進行升級。以太坊客戶端Geth對此發布v1.10.19版本，引入Gray Glacier硬分叉，強制進行升級。

此前消息，以太坊開發者Tim Beiko表示，以太坊預計在8月下旬至11月之間進行合并，只有災難性事件或失敗才能阻止今年的合并。由于涉及的技術問題，幾乎不可能給出合并發生的確切日期。此外，也有跡象表明，開發人員正在推遲以太坊的難度炸彈，因為他們目前正在修復他們在Ropsten合并期間發現的錯誤。[2022/6/15 4:29:51]

炸彈的數值依賴于fake_period。fake_period的值則完全依賴于fake_block的數值；這個數值又是由當前區塊的區塊號以及offset決定的。

注意

我只有自己一個人。我帶著日漸疲憊的心、使用公開可得的數據寫下這篇文章。我在這里所說的一切都是可以討論的，但我已不準備為此負任何責任。本文中的一切，請自己帶著懷疑和謹慎加以看待和使用。

以太坊首席開發人員：以太坊難度炸彈或將再次被推遲:以太坊核心開發者在8月20日進行了電話會議，以太坊首席開發人員Tim Beiko更新會議內容表示，基本上所有團隊都同意，除了Eth1和Eth2合并的共識更改之外，他們還有其他重要的事情需要在接下來的幾個月內完成。鑒于此，與會人員同意不在12月進行“功能分叉”。這意味著可能會推遲難度炸彈，并可能添加其他“一行”更改，但不會在合并之前包含新的EIP。據悉，以太坊倫敦升級納入了EIP-3554，將難度炸彈延遲到12月。[2021/8/22 22:28:57]

實際數據vs.理論數據

我是一個工程師，不是一個數學家，所以我對實際數據的興趣，要比對數學預測的大。在下文中，我會預測數據將如何改變。我的預測基于上面的公式，但都只用到了簡單、直接的Excel表格。

我的討論基于三個簡單的觀察：

A部分工作得非常好，使得出塊時間穩定在平均13.3的水平。

B部分也工作得非常好，它是獨立于A部分的，并且只會提高區塊時間。

如果我們忽略炸彈部分，我們的預測會是保守的。

換句話來說，如果我們的預測忽略了炸彈的效果，我們預測的時間將會比實際時間“提早”一些。這樣的話，即使我們預測錯了，也會有額外的緩沖時間。

動態 | 以太坊難度炸彈已啟動，供應下降出塊時間延長一秒:以太坊區塊鏈“難度炸彈”已經啟動，礦工的整體獎勵從每天約13500枚ETH降至12500枚ETH，隨著哈希率的增加，區塊獎勵也隨著區塊時間的增加而下降。出塊時間方面并沒有增加太多（大約一秒鐘），難度炸彈現已啟動。（trustnodes）[2019/11/21]

第一個表格使用當前的區塊號，并按每塊13.3秒的時間推算出14000000區塊高度的時間：

看仔細一些，我們發現，自區塊號12000000以來，平均出塊時間一直在提高。當然，隨著炸彈的爆炸，平均出塊時間會增加得越來越快。

再次強調，為了保守一些，我們選擇13.3秒的出塊時間來預測未來區塊挖出的具體時間，并且，我們暫時忽略難度炸彈的效果。當難度炸彈爆炸時，平均出塊時間增加；所以，忽略難度炸彈的結果是我們預測的時間將早于實際挖出的時間。

何時分叉

我們考慮的第一個問題是，“何時應該分叉？”

動態 | 由于難度炸彈的影響，ETH日產量或將在下個月下降超30%:據CoinSummer數據顯示，由于難度炸彈的影響，ETH的日產量將在2019年2月9日的時候驟降至13787個，和之前相對穩定的日產量20300個相比，下降幅度達到32.08%，按照今日coinbase的ETH報價104.75美金計算，每日減少賣出壓力68.22萬美元，占coinbase過去24小時成交量的4.33%。現預計推遲到2019年2月27日的constantinople硬分叉之后，日產量將繼續下降至13130個，和20300個相比，下降幅度達到35.32%[2019/1/29]

在我看來，答案完全取決于fake_period的數值。可以這么問：“我們應該在哪個區塊號分叉？13700050，13800050還是139000050？”——為什么這很重要，則留給讀者當作練習——公式的計算應該使用大于號呢，還是使用大于等于號呢？）

下面的表格展示了fake_block計算。

分析 | 以太坊“難度炸彈”并未爆炸 目前對出塊時間影響甚微:針對媒體中提到的以太坊“難度炸彈” (Difficulty Bomb) 已經爆炸的消息，PeckShield研究人員表示，近期挖礦平均時間的延長(14秒—15.5秒)與難度炸彈無關，且該“難度炸彈”代碼在2017年10月份的拜占庭硬分叉時已經存在，并非是此次君士坦丁堡新加。具體而言：以太坊的出塊難度值等于上一塊的出塊難度和時間等要素值加上“難度炸彈”算法產生的難度值。目前“難度炸彈”產生的難度值只占總難度的不到萬分之一，對出塊時間影響很小，但是，其難度值每過10萬塊就會倍增，如果不做調整，大概還需近一年時間它就會是以太坊出塊時間的決定因素 (屆時出塊時間將大幅延長), 而后造成出塊時間指數性增長。即將在二月底發生的君士坦丁堡硬分叉會將其難度值降低2的20次方 (降到現值的約百萬分之一)，使“難度炸彈”發作時間向后再推遲一年。[2019/1/21]

在這里我們并置了對每個區塊將挖出的具體時間的預測，以及偽區塊號的計算。

偽周期號正是我們感興趣的內容，因為難度炸彈的值完全取決于偽周期號的值。從我之前的工作來看，我們認為難度炸彈的效果會在偽周期號達到41~42之間的時候開始顯現，在此之前則不明顯。換言之，當偽周期號變成41時，B部分的效果將壓過A部分的效果。

我在這里不想解釋為什么難度炸彈的效果不會在偽周期號達到41之前顯現。我想說的只是，炸彈只會提高出塊的時間，而如果沒有炸彈的話，A部分就會讓區塊時間保持在13.3秒左右。換句話來說，平均出塊之間會高于13.3秒，如果太低了，A部分就會調整難度，把出塊時間拉回來——再直白一點——A部分就是這么工作的。

給定上述分析，我建議在晚于13800000區塊的任意時間分叉。大概是12月中旬。我會建議以具體的區塊號為目標，比如區塊號13850000。“痛點”會在大約1月中旬到來。所以這個目標也是有容錯空間的。

我們應該推遲多少偽塊？

我們需要考慮的另一個問題是，“我們需要偏移多少偽區塊？”

如上所述，偏移量決定了偽區塊號，進而決定了偽周期號，進而決定了炸彈的值。所以，在下文中，我們會專注于偏移量，看看我們能學到什么。

EIP4354所提議的數值

首先，我們來看看這個EIP提議的偏移量。我們在此根據13.3秒的平均出塊時間生成一個簡單的圖表。同樣地，我們忽略炸彈的影響，因為我們知道炸彈只會提高區塊時間，因此讓相應區塊號的實際發生時間晚于我們的預測。我們將安排“ArrowGlacier”發生在13800050號區塊，并使用這個EIP提議的偏移量10500000。

本圖似乎表明，如果我們設置10500000的偏移量，則難度炸彈最早將在4月中旬開始爆炸。到5月中旬，區塊將開始顯著變慢。

我們之前遇過的最大的偽周期號就是43，是在“拜占庭”分叉之前。出塊時間的增加顯著可見——達到了數秒的級別。

提早或推遲分叉的時間

為了消遣，我準備看看如果我們提早或推遲分叉的時間，會有什么影響。

下面的這張表顯示了估計的結果——讓我有點意外——分叉的時間對最終結果沒有影響。但是，我回想了一些，覺得這是有道理的。因為，唯一一個決定偽周期號的量就是偏移量。除了讓當次分叉之前出塊變得更慢，推遲分叉的時間對下一次難度炸彈爆炸的時間沒有任何影響。

你可以從上面這張圖看出，無論我們早點還是晚點實施“ArrowGlacier”硬分叉，只要我們使用10500000的偏移量，那就對下一次難度炸彈爆炸的時機沒有任何影響。

那我們該偏移多少呢？

這個問題取決于你想在5月的時候給以太坊核心開發者多大的壓力。如果你想給他們很大的壓力——讓5月的時候整個世界都會抱怨以太坊出塊速度變慢——那就把偏移量設得小一點。如果你只想輕輕地推他們一下——類似于“我們最好現在采取行動，不過也不是特別著急”——那就支持大一點的偏移量。

如果你使用了10500000的偏移量，你可能是在給他們很大的壓力。你可以預期，四月底就會看到出塊顯著變慢。但是，難度炸彈的麻煩之處在于，一旦開始爆炸，就不會給人喘息之機。

從“明顯”到“非常顯著”，到“令人煩躁”，再到“搞什么鬼”再到“以太坊去死吧”，只需要4到6周時間。我不是瞎扯，因為每一個10萬區塊的周期都會越來越長，而且只要開始爆炸，就會爆炸得越來越快。詳見我上面關于“拜占庭”分叉前爆炸情況的文章。難度炸彈是來得很慢，但爆炸之后可就是另一番景象了。

在最后一個表格中，我建議使用10700000的偏移量。我同樣建議在13800050號區塊后分叉。這會讓我們現在有休息的時間，并讓預計下一次爆炸的時間推到5月中旬。這是保守估計，但也是現實的考量。

結論：需要設置大于10500000的偏移量。

總結

決定你想給核心開發者多大的壓力。如果你想狠狠推他們一把，就把偏移量設為10500000；如果你想放過自己，就請設置為10700000。搖擺不定的，可以在這兩者間取一個值。

“何時”激活分叉的決定對下次爆炸的時間沒有影響。這個決定唯一影響的是“ArrowGlacier”硬分叉之前出塊時間會拉長到多久。這是因為，只有偏移量會影響偽周期號，也只有偽周期號會影響難度炸彈的數值。

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