以太坊難度炸彈推遲：該如何決策？

原文標題：

作者: Thomas Jay Rush

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：

1. 有關難度計算的方法：It』s Not the Difficult（中文譯本）
2. 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。

炸彈的數值依賴於 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、使用公開可得的數據寫下這篇文章。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：

1. 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。
2. 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。
3. 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：

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於偽周期號的值。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。

我在這裡不想解釋為什麼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，進而決定了偽周期號，進而決定了炸彈的值。所以，在下文中，我們會專註於偏移量，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。

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。

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。

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。

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：需要設置大於 1050 0000 的偏移量。

總結

1. 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。
2. 「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。