以太坊難度炸彈計劃推遲至明年 6 月,具體該如何決策?


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。

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’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

難度炸彈的計算兩部分組成:A 部分,用於調整難度、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恆定。我們感興趣的是 B 部分。

B 部分的炸彈是一個階躍函式,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。

炸彈的數值依賴於 fake_period(偽週期號,在等式中表示為 n_sub_p)。fake_period 的值則完全依賴於 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。

注意

我只有自己一個人。我帶著日漸疲憊的心、使用公開可得的資料寫下這篇文章。我在這裡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。

實際資料 vs. 理論資料

我是一個工程師,不是一個數學家,所以我對實際資料的興趣,要比對數學預測的大。在下文中,我會預測資料將如何改變。我的預測基於上面的公式,但都只用到了簡單、直接的 Excel 表格。

我的討論基於三個簡單的觀察:

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,它是獨立於 A 部分的,並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,也會有額外的緩衝時間。

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

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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(儘管 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,並且,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於實際挖出的時間。(按我們這個例子來看,就是區塊 1400 0000 將 「不早於」 2022 年 1 月 10 日挖出。)

何時分叉

我們考慮的第一個問題是,「何時應該分叉?」

在我看來,答案完全取決於 fake_period 的數值。可以這麼問:「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) —— 為什麼這很重要,則留給讀者當作練習 —— 公式的計算應該使用大於號呢,還是使用大於等於號呢?)

下面的表格展示了 fake_block 計算。


在這裡我們並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,並推匯出偽週期號)。

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

我在這裡不想解釋為什麼難度炸彈的效果不會在偽週期號達到 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,平均出塊之間會高於 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 部分就是這麼工作的。

給定上述分析,我建議在晚於 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,進而決定了偽週期號,進而決定了炸彈的值。所以,在下文中,我們會專注於偏移量,看看我們能學到什麼。

EIP 4354 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於我們的預測。我們將安排 「Arrow Glacier」(下一次分叉的代號)發生在 1380 0050 號區塊,並使用這個 EIP 提議的偏移量 1050 0000。

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

我們之前遇過的最大的偽週期號就是 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,會有什麼影響。

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,唯一一個決定偽週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。

那我們該偏移多少呢?

這個問題取決於你想在 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 —— 類似於 「我們最好現在採取行動,不過也不是特別著急」 —— 那就支援大一點的偏移量。

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於,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 「搞什麼鬼」 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 萬區塊的週期都會越來越長(因為每過一個週期,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。詳見我上面關於 「拜占庭」 分叉前爆炸情況的文章。難度炸彈是來得很慢,但爆炸之後可就是另一番景象了。

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在最後一個表格中,我建議使用 1070 0000 的偏移量。我同樣建議在 1380 0050 號區塊後分叉。這會讓我們現在有休息的時間,並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:需要設定大於 1050 0000 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 1050 0000;如果你想放過自己,就請設定為 1070 0000。搖擺不定的,可以在這兩者間取一個值。

「何時」 啟用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週期號,也只有偽週期號會影響難度炸彈的數值。

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