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君士坦丁堡升級被迫推遲，但以太坊的難度炸彈已經「啟動」併發生了「爆炸」。
撰文：李畫
1 月 18 日，在剛剛過去的這個週五晚間，以太坊核心開發者在電話會議中達成一致，確定了以太坊君士坦丁堡升級的時間推遲到在 7280000 區塊高度啟用。根據目前的以太坊出塊速度，普遍預計該升級將於 6 周之後的 2 月 27 日前後發生。
這次升級儘管再次延後，但是並不影響其對以太坊區塊鏈及生態系統帶來的積極影響。關於此次升級的意義，鏈聞在之前的報道「放長眼，走出君士坦丁堡一小步，以太坊還有大未來」中有過具體分析。
不過，推遲 6 周之後才進行升級，同時也意味著，用於延遲難度炸彈的「EIP 1234」要在一個月後才能被正式啟動。
而實際上，以太坊的難度炸彈已經在大約 670 萬高度的區塊「啟動」，並在大約 700 萬高度的區塊發生了「爆炸」。
目前以太坊的區塊高度為 709 萬左右，在等待君士坦丁堡升級的一個多月的時間內，這枚引信已經拉響的「難度炸彈」將逐步提升以太坊上的挖礦難度。
最早發現這一情況的是 Parity 的開發者、同時擔任以太坊君士坦丁堡升級協調員的 Afri Schodeon。
Ethhub 創始人 Eric Conner 隨後在 twitter 發表了難度炸彈已被啟動的觀點。他指出，以太坊出塊時間正在被難度炸彈逐步延長。
Eric Conner 指出，在難度炸彈爆炸後的這段時間，平均挖礦時間已經從 14 秒升至 15.5 秒，並且會一直延長以太坊的出塊時間。
隨後，一些關注以太坊發展的媒體也開始發出報道，稱如果難度炸彈不能迅速且妥善處理，將會把以太坊帶入「冰河時代」。
儘管這些媒體多少有些誇大該事件的影響，但是，以太坊難度炸彈需要「妥帖」地處理，以減少其影響，已經成為一個不可忽視的話題。
實際上，這次的君士坦丁堡升級中的「EIP 1234」提出了延遲難度炸彈提案。
可是，隨著這次升級再次延期，以太坊難度炸彈的引信已經拉開，影響已經開始出現。
「難度炸彈」究竟是什麼？
「難度炸彈」是一段寫在以太坊挖礦演算法裡的程式碼，一旦以太坊上的區塊高度到達某個數值，它就會顯現威力。
下圖便是以太坊的挖礦難度計算公式，被標記為藍色的部分是難度炸彈，它是一種每挖出 10 萬個區塊後會指數型增長一次的難度因子。以太坊的挖礦難度除了與上一個區塊的難度和出塊時間有關，還與該難度因子有關。
當區塊數較少時，難度因子對挖礦難度並無太大影響，但一旦區塊數變大，該難度因子在計算結果中所佔的比重會顯著提升，並最終主導挖礦的難度。
下圖是區塊高度對挖礦難度的影響圖。從中可以發現，難度炸彈會在大約 370 萬高度的區塊開始發揮作用，並在大約 400 萬高度時加速影響，此時，挖礦難度會被迅速改變，直至礦工難以挖出新的區塊。
區塊號以十萬為單位
引入難度炸彈的目的，是為了減少來自礦工方面的阻力，好讓以太坊能夠順利地從 PoW 機制過渡到 PoS 機制。
如何阻止難度炸彈？
這不是難度炸彈的第一次爆炸。
如上文所言，當以太坊區塊高度到達 370 萬後，難度炸彈就會開始發揮作用。
下圖綠框內是發生在 2017 年的以太坊難度炸彈的首次爆炸，可以看到區塊獎勵在難度炸彈爆炸後急速下跌。當時發生時間是 2017 年 3 月，區塊高度在 370 萬左右。直至 2017 年 10 月，拜占庭升級在區塊高度 437 萬啟用時，上次難度炸彈的影響被消除。
在 2017 年難度炸彈爆炸的這段時期，以太坊上的挖礦難度斷崖式提升，出塊時間被延長至 30 秒，ETH 發行量減半。
因為 PoS 尚未被準備好，如果不停止難度炸彈，將嚴重影響以太坊生態。
正因為這個原因，2017 年 10 月，開發人員在拜占庭升級中包含了「EIP 649」，用於延遲難度炸彈。
該提案即刻降低了挖礦難度，讓其回到了難度炸彈爆炸前的水平，效果如上圖紅框所示。產量未回到最初的位置是因為該提案把區塊獎勵由 5 ETH 降為 3 ETH。
怎麼做到的？其實很簡單。
在計算挖礦難度時，把當前的區塊高度減去 300 萬作為公式中使用的區塊高度即可。具體演算法如下圖所示，可在 GitHub 上獲取詳細情況：
難度炸彈引信再次拉開
不難推理，當做挖礦難度計算時，如果區塊高度再次達到 370 萬，也就是真實高度達到 670 萬時，難度炸彈會又一次開始發揮作用。
目前以太坊上的區塊數量已經超過了這個數值。截至發稿，以太坊的區塊高度是 709 萬，它甚至已經抵達了難度炸彈即將顯現威力的 400 萬的關口 709 萬–300 萬 = 409 萬。
觀察以太坊執行資料可以得出相同的結論。如下圖紅框所示，以太坊挖礦難度在近期已被提升一次，ETH 發行量正在以每天減少 3000 ETH 的速度下跌。
拆彈任務箭在弦上
如果君士坦丁堡升級按預定時間在 1 月完成，難度炸彈幾乎不會對以太坊網路造成影響。但現在，由於升級推遲，導致消除難度炸彈的時間也被同步推遲，有可能帶來一些麻煩。
其中最顯著的影響是，挖礦難度增加，出塊時間變長，可能會造成以太坊網路的堵塞，給 DApp 生態帶來負面的影響。
君士坦丁堡升級的區塊高度定在 728 萬，與現在的區塊高度相隔約 20 萬個區塊，這意味著挖礦難度在已經被加大的情況下，還會有兩次指數級的增長。
下圖是 2017 年難度炸彈爆炸時，67 萬個區塊增長下，出現了 7 次指數級遞增。
可以預見，以太坊礦工將遭遇減產的影響。不過由於難度炸彈的影響越在後期越明顯，所以初期的 2～3 次指數級增長，還不會把難度提高到不可接受的水平。
如上圖所示，如果君士坦丁堡升級在 728 萬區塊高度順利完成，挖礦難度只會有圖中綠框中最初的那 2～3 次躍升。
礦工受到的另一個影響是，他們可能會更快地迎來下一次難度炸彈的爆炸。
拜占庭升級中的 EIP 649 是把當前區塊高度減去 300 萬作為計算用的區塊高度，也就是說區塊數是從 137 萬這個數字開始重新計算的，即 437萬 – 300 萬 = 137 萬。
君士坦丁堡升級中的 EIP 1234 則是把當前區塊高度減去 500 萬作為計算用的區塊高度，也就是說，區塊數是從 228 萬這個數字開始重新計算的，即 728 萬 – 500萬 = 228 萬。
因為難度炸彈會在 370 萬左右的區塊高度開始發揮作用，這代表著在君士坦丁堡升級完成後，距離下次難度炸彈被啟用只剩 140 萬個區塊。相比之下，拜占庭升級留出的是 230 萬個區塊。
這意味著，如果以太坊不能在一年內完成從 PoW 到 PoS 的改變，有可能還得進行一次硬分叉升級，處理掉難度炸彈的影響。
除此之外，在目前，難度炸彈的爆炸可能也會影響君士坦丁堡升級的完成具體時間。目前市場普遍預計 728 萬高度的區塊會在 2 月 27 日左右出現，但受難度炸彈的影響，它也可能會到 3 月才能被挖出。
