难度炸弹为何迟迟未发？缪尔冰川升级对以太坊生态的影响分析

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资料来源：Hashkey Capital Research

原标题：缪尔冰川升级分析

原标题：《缪尔冰川升级分析》

作者：钱伯钧，就职于Hashkey Capital Research

本文研究了提案EIP2384穆尔冰川（Muir Glacier）升级对以太坊生态的影响，并分析了开发团队未来的措施。 本文的结论是：本次穆尔冰川升级将仿区块数恢复到20万区块高度，有效延长难度炸弹（Difficulty Bomb）的爆发时间，并恢复到初始难度值，这将有助于更好地预测下一次难度炸弹爆炸的时间，对于以太坊和平升级到“安静”阶段具有重要意义； 不过这次临时延期也让以太坊社区讨论是否要彻底取消难度炸弹机制，避免硬分叉带来的冗余成本消耗和安全问题，在未来以太坊平滑升级的前提下，开发者社区必然要做出选择。

2020年1月2日，以太坊主网在区块高度9,200,000完成了提案EIP2384，也就是所谓的缪尔冰川（Muir Glacier）硬分叉升级。 该提案的唯一目的是将难度炸弹再延迟 400 万个区块。 611 天。 Muir Glacier硬分叉是以太坊自2017年以来第三次延迟难度炸弹，延迟的原因主要是难度炸弹在2019年10月5日860万区块开始再次发挥作用。 当时平均出块时间有所增加，从第 8,900,000 个区块开始，平均出块时间约为 14.3 秒。 出块时间的延长，也逐渐增加了矿工的挖矿成本，进而导致矿工无利可图，系统网络阻塞。 因此升级缪尔冰川以延缓难度炸弹势在必行，避免冰河时代在“沉寂”阶段提前到来。

1. 以太坊难度炸弹

(一)产地

以太坊的“难度炸弹”是以太坊开发者在2015年嵌入的一段代码，通过逐渐增加区块链挖矿难度，人为减慢以太坊出块速度，这个难度值会随着区块高度的增加而增加并且在一个起点上，指数开始上涨，挖矿难度在短时间内大幅提升，整个生态进入冰河时代。

该机制旨在允许以太坊从工作量证明算法转变为权益证明算法。 原因是最初 Vitalik 提出使用 Casper 混合 PoW/PoS 系统作为从以太坊 1.0 过渡到 2.0 的方式，难度炸弹被用作激励矿工放弃原来的工作量证明模型并转向到权益证明模型，因为即使在以太坊过渡到权益共识机制后，矿工仍然可能选择继续使用工作量证明机制。 如果一些矿工坚持以太坊的工作量证明模式，那么以太坊可能会出现硬分叉，导致新旧链并存。

因此，以太坊升级到2.0后，开发者需要逐步将工作量证明挖矿的难度值呈指数级提升，直到难度炸弹爆发，进入冰河时代，迫使所有矿工放弃旧链以太坊生态项目，完成对以太坊的改造。以太坊 2.0。

（二）以太坊难度炸弹数学公式

以下公式表达了以太坊中每个新区块的难度是如何设计的：

公式由两部分组成，

第一部分是连续两个区块的难度值调整，T是前后两个区块生成的时间差，是难度值调整的最大因素。 当 T

难度值会相应增加，以减慢出块速度。 当 10 ≤ T

图1 以太坊出块时间差与难度调整的关系

从上面可以看出，出块时间的整体增长与公式的第一部分无关。 根据这个公式，每个区块的难度都会根据前一个区块的出块时间进行调整。 每个区块产生时，难度会上下波动，但难度不会随时间增加。

第二部分是难度炸弹，以2的次方表示，n为区块数，即每10万个区块难度值翻倍。

从上面的两部分公式可以得出两个结论： 1.第一部分可以继续调整难度，直到第二部分太难为止。 2、全网哈希值与难度炸弹爆炸时间无关，因为公式第一部分已经调整了出块时间，排除了算力因素。 因此，矿工的离开或增加不会改变以太坊的长期难度值。 会改变的是难度炸弹爆炸的开始。 可以看出，在难度炸弹爆发前，矿工的行为不受难度值增加的影响。 无论是拆除难度炸弹，还是无限期推迟喷发时间，对于矿工来说，无论是挖矿奖励还是出块速度，都没有多大关系。 巨大差距。

2. 缪尔冰川升级改造

由于以太坊2.0改造的持续延迟，难度炸弹自2017年以来已经爆炸了3次，通过硬分叉推迟了爆发时间。 以太坊开发者延迟难度炸弹的方式是用假区块号（Fake Block Number）代替原来的区块号来重置难度炸弹。 以下公式是 Muir Glacier 使用假区块号重新创建区块炸弹的方法。

从上面的公式可以看出，缪尔冰川升级将块高920万的900万块重置为块高20万。 任何大于区块高度 9,200,000 的区块都将被替换为假区块编号来计算难度值。

过去两次分叉：拜占庭分叉重置了3,000,000个区块，君士坦丁堡分叉重置了5,000,000个区块。 这两次分叉是由于难度炸弹回推的时间不够，开发者试图通过观察以太坊2.0的升级状态来做出决定，导致了两个不足： 1. 难度炸弹时间无法预测，导致矿工和用户措手不及而遭受损失。 2.延期区块数量不够，导致需要不断硬分叉，避免难度炸弹的爆发。 Muir Glacier的硬分叉将假区块号推到了原来的区块高度，这也让矿工和开发者更容易预测下一次难度炸弹爆发的时间。 Square 2.0 的推出时间相同。

三、缪尔冰川升级的影响

(1)算力回归平衡

伪区块数调整为20万个，大大降低了挖矿难度，出块时间也降到了原来的平衡范围。 块生成时间的减少增加了每日块生成的平均数量。 挖矿难度的降低意味着会有更多的矿工进入挖矿，因为这次区块奖励没有减少，预计矿工的利润会比硬分叉前增加20-25%左右。 如果币价不变，整体算力会短暂上升并回归均衡，全网安全也会回归合理水平。 由于此次难度炸弹延后，以太坊的币价将同时受到安全等级提升和ETH供应量增加的影响。 预计本次升级不会影响币价。

(2) 难度炸弹的性质发生了变化

由于难度炸弹最初是为了让以太坊从1.0顺利过渡到2.0，迫使矿工放弃旧链迁移到新链，但以太坊2.0的迁移方式尚未确定，可能只使用PoS模型而不是PoW/PoS混合方式，也就是说，以太坊2.0可能不是直接升级到1.0，而是一个全新的过渡后的主链。 因此以太坊生态项目，难度炸弹不再构成矿工迁移到新链的诱因，因为即使冰河时代到来，拒绝迁移到新链并坚持工作量证明机制的矿工仍然有机会硬分叉难度增加前的非难度炸弹 存在新链。 此外，由于每次硬分叉都会对整个社区造成技术风险和时间、人力的损失，彻底去除难度炸弹成为未来的选择之一。

但是，难度炸弹的作用不仅是激励矿工迁移到新链上，还可以强制矿工和节点更新软件和设备，以保持全网的速度和效率，去除难度炸弹将带来以太坊2.0的变革。 一定的风险，所以推迟难度炸弹而不是解除它是目前最好的解决方案。

4。结论

缪尔冰川的升级暂时解决了冰河时代提前到来的可能性，但未来基金会更重要的是如何兼顾矿工利益和以太坊的发展。 决定矿工利益的因素不是难度炸弹是否爆发，而是以太坊未来的发展方向。 难度炸弹只是辅助以太坊改造机制的一种手段。 难度炸弹的释放或延迟，主要取决于以太坊2.0项目的进展。 预计随着以太坊2.0的转型逐渐成熟，未来社区将有更多的方式应对难度炸弹，符合各方利益。

本文由邹传伟博士校对。