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促正网独家秒杀从挖矿难度调整算法 谈比特币的进化之路 金色财

比特币是一个由人开发的软件系统,而不是由神创造的神器,这就意味着,比特币并非尽善尽美,开发人员需要持续性地改进比特币

实际上,任何一个程序员去看0.1版的比特币,都会得出一样的结论:这是一个不管从代码层面,还是从实现层面,都相当粗糙的版本。比特币现有的生态和规模,是这10年大批开发人员持续改进的结果。

下面,我们以“挖矿难度调整算法”为例,来谈比特币的进化。

 01 什么是 “挖矿难度调整算法”?

比特币平均出块时间为10分钟,这个10分钟,就是通过 “挖矿难度调整算法(Mining Difficulty Adjust Algorithm)” 来调节的。

比特币的区块链系统,并不知道目前有多少矿工(算力)在挖矿,只能通过出块的速度来推测有多少矿工在挖矿。如果出块比预计快了(一段时间内,平均出块时间小于10分钟),那就说明算力多了,要增加挖矿难度,降低矿工的出块速度。

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 02 比特币 “挖矿难度调整算法” 的不足

随着比特币的发展,也出现了大量分叉比特币代码的竞争币,不同币的挖矿收益有高有低,矿工并不会固定挖某一个币,而是会在所有币中选择收益最高的,不断切换着挖(跳矿),乃至出现了专门以跳矿挖为盈利方式的矿池——机枪池。莱比特矿池就是当时发展起来的著名机枪池。

这些币一开始都直接继承了比特币的 “挖矿难度调整算法”。然后,问题就出来了:中本聪在写 “挖矿难度调整算法” 时,并没有考虑到多个币在同一算法中并存,然后矿工在不同币之间跳矿的情况。比特币难度调整周期是每2016个块(约14天)一次,这个14天的周期太长了

下面,我用一张图来解释:

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矿工按照 “挖最赚钱币” 的原则,不断地在低难度周期大量涌入挖矿,在高难度周期撤出挖矿,形成 “算力闪击”。这导致难度调整算法误判算力,再进一步把挖矿难度调到超级低 / 超级高的位置。直到某个高难度周期实在亏损太多,这时哪怕是最迟钝的矿工也会撤出不挖,这个币就死掉了。

 03 改进的 “逐块难度调整算法”

为了解决这个问题,竞争币改进了原来比特币的14天难度调整算法,把难度调整周期从14天,改成每块都调整,长时间不出块,则挖矿难度自动下降,保证不会出现长时间没人挖的情况。

机枪池,则像冰川期的自然环境一样,把所有没升级为“逐块难度调整” 的竞争币(不是已经荒废没人维护,就是技术水平不够)通通扫射死,从而完成竞争币的淘汰和升级。

我喜欢说:

生存是最终的辩论方式!

没有升级的竞争币死掉了,所以它们是错的,所以 “逐块难度调整” 是对的。

 04 从难度调整算法,反思比特币的设计

通过比特币14天难度调整算法的缺陷和改进,相信大家能理解文章开头的这句话:

比特币是一个由人开发的软件系统,而不是由神创造的神器。这就意味着,比特币并非尽善尽美,开发人员需要持续性地改进比特币

在所有不改进的竞争币死掉后,比特币也应该改进为逐块调整,这样会更健壮、更强大。虽然绝大部分SHA256算力还在挖BTC,不改看起来好像也可以,但这并不意味着没有隐患,例如:

1、BCH分叉后的 “算力闪击”

在BCH刚分叉时,BCH的逐块难度调整算法EDA存在缺陷,导致出现了SHA256算法史上第一次大规模跳矿:算力在BTC和BCH之间大规模转移。每当大量算力因为挖BCH收益高而去挖BCH时,BTC的算力就大幅降低。

“算力下降30%”等于“出块速度下降30%”,由于BTC被Core锁死1M区块大小,意味着区块容量从 “10分钟1M” 变成 “10分钟0.7M”,这大大加剧了BTC的拥堵程度。直到BCH改用更稳定的DDA难度调整算法后,BTC受到的 “算力闪击” 才告一段落。

2、BCH翻盘时的 “算力死亡螺旋”

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