以太坊:難度炸彈推遲：該如何決策？_LOC

本文是為預測 EIP 4345 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。

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’s Not the Difficult（中文譯本）

有關如何推遲難度炸彈：A Method to Diffuse the Difficulty Bomb

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（詳細解釋見上述第一篇文章）。

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（偽周期號，在等式中表示為 n_sub_p）。fake_period 的值則完全依賴于 fake_block （偽區塊號）的數值；這個數值又是由當前區塊的區塊號（real_block 數值）以及 offset（推遲量）決定的。

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。

以太坊確定將難度炸彈延遲到12月納入倫敦升級，已確定測試網升級區塊:5月14日，以太坊核心開發者進行電話會議，以太坊開發者Tim Beiko更新會議結果表示，會議的大部分時間都集中在解決倫敦升級的最終細節。倫敦升級覺得納入EIP-3541、EIP-3554。其中EIP-3541阻止部署以“ 0xEF”開頭的合約，為大規模EVM檢修（EIP-3540）奠定基礎；EIP-3554提議將難度炸彈延遲到12月。

此外，會議討論了測試網進行倫敦升級的時間，Ropsten定于區塊高度10399301（6月9日），Goerli定于區塊高度4979794（6月16日），Rinkeby定于區塊高度8813188（6月23日），主網仍定于7月14日進行升級，在第一個測試網成功分叉后，再確定主網客戶端升級區塊。[2021/5/15 22:06:17]

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。

以太坊社區提案將難度炸彈延遲到今年12月第一周:以太坊社區提案EIP-3554提議將難度炸彈延遲到今年12月第一周，該提案目前為草稿狀態。EIP-3554的目的是為將難度炸彈推遲到上海升級和PoS合并之后。[2021/5/9 21:40:02]

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。

第一個表格使用當前的區塊號（在撰文之時是 1339 1127），并按每塊 13.3 秒的時間推算出 1400 0000 區塊高度的時間：

看仔細一些，我們發現，自區塊號 1200 0000 以來，平均出塊時間一直在提高（盡管 8 月和 9 月有所下降）。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。（按我們這個例子來看，就是區塊 1400 0000 將 “不早于” 2022 年 1 月 10 日挖出。）

動態 | 以太坊EIP 2515提議用“難度凍結”取代“難度炸彈”:以太坊硬分叉協調員James Hancock最近發布的EIP 2515試圖用“難度凍結（Difficulty Freeze）”取代長期存在的“難度炸彈（Difficulty Bomb）”。

Hancock表示，“難度凍結是一種易于預測和建模的機制，核心開發人員和客戶端維護人員更容易感受到失去它的壓力。客戶端維護人員也被定位為最有能力應對即將到來的難度凍結的群體。”

EIP 2515提議使用難度凍結替換難度炸彈，主要由于最近硬分叉繆爾冰川面臨的問題。 Hancock解釋，EIP背后的動機是簡單地消除難度炸彈的復雜模型，該模型在意想不到的時間出現，造成了技術困難，對礦工造成了負面影響。

如果實施新的EIP，將簡化區塊時間重定目標機制。Hancock還提到該EIP會對其產生影響的一些安全考慮因素。然而，并非每個人都對新EIP感到滿意，有一些批評者傾向于舊方式。（AMBCrypto）[2020/2/17]

我們考慮的第一個問題是，“何時應該分叉？”

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？1370 0050，1380 0050 還是 13900 0050？”（加上一個 50，確保沒有差一錯誤（off-by-one error） —— 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？）

以太坊經典已經正式移除了所謂的“難度炸彈”:以太坊經典已經正式移除了所謂的“難度炸彈”，即旨在隨著時間推移增加挖礦難度的代碼。根據網絡數據和參與項目開發人員的聲明，ETC這次成功網絡更改發生于區塊高度5900000。這次升級預計將減少創建區塊所需的時間。[2018/5/30]

下面的表格展示了 fake_block 計算。

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（用真區塊號減去偏移量，獲得偽區塊號，并推導出偽周期號）。

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（出塊速度太快了），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 1380 0000 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（而不是日期）為目標，比如區塊號 1385 0000。“痛點”（也就是出塊時間明顯減慢的時候）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。

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 “Arrow Glacier”（下一次分叉的代號）發生在 1380 0050 號區塊，并使用這個 EIP 提議的偏移量 1050 0000。

本圖似乎表明，如果我們（按照這個 EIP 的建議）設置 1050 0000 的偏移量，則難度炸彈最早將在 4 月中旬（也即偽周期號再次到達 41 的時候）開始爆炸。到 5 月中旬，區塊將開始顯著變慢（偽周期號到達 43）。

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。

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（即四五月間）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 “Arrow Glacier” 硬分叉，只要我們使用 1050 0000 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。

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 1050 0000 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（慢上一秒的那種）。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（變慢）” 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（因為每過一個周期，炸彈數值就會翻倍，出塊時間會增加得非常快），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 1070 0000 的偏移量。我同樣建議在1380 0050 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 1050 0000 的偏移量。

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 1050 0000；如果你想放過自己，就請設置為 1070 0000。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（也即，都左右不了炸彈會在 5 月份爆炸）。這個決定唯一影響的是 “Arrow Glacier” 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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