比特幣隨機數模式之謎

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概述和近期的推文

比特幣隨機數是構成區塊頭的一部分,礦工用它來提供熵,作為工作過程證明的一部分,努力找到滿足難度要求的雜湊。雖然它會取決於如何配置挖掘軟體和硬體,但理論上隨機數值的分佈應該是隨機的。在 2009 年,當 Satoshi 被認為是一個重要的礦工時(就像我們在早前的文章中所討論的那樣),隨機數值遵循一種特定的模式。

2019 年 1 月 4 日,@100trillionUSD 在推特上釋出了一張圖片,說明了比特幣的隨機數值的分佈。它似乎表明,從 2010 年年中到 2016 年初,隨機數值是隨機的,在那之後出現了四個隨機數減少的神秘區域。

The weird #bitcoin nonce pattern is still there at block 556995 …

I would expect nonces to be totally random, like block 100000-400000. But ever since block 400000 there are 4 areas with less nonces. Of course before block 100000 it was Satoshi playing around. pic.twitter.com/XsIRhDXXAq

— planB (@100trillionUSD) January 4, 2019

幾天後,在 2019 年 1 月 7 日,@khannib 注意到 Monero 似乎也有不尋常的隨機數值分佈。Monero 硬分叉可能阻止了ASIC 的使用,似乎讓分佈再次隨機化,這可能表明 ASIC 會導致這種模式。

Interesting patterns emerge when looking at $XMRnonces. Red overlay is mining difficulty.

Can you spot the ASICs?

H/T @100trillionUSD who did the same for BTC pic.twitter.com/s23WrdTIY0

— Antoine Le Calvez (@khannib) January 7, 2019

2019 年 1 月 23 日,TokenAnalyst 透過對相關礦池的隨機值進行著色,對比特幣隨機數值的分佈模式進行了進一步的探索。

Time of each block vs nonce. Values coloured by top-10 most active mining pools (by number of blocks mined since Jan 2016). Dashed-blue vertical lines are block rewards halving. Red line is log difficulty. As you can see – mining is now dominated by a few large pools. pic.twitter.com/wvgtdJmaHA

— TokenAnalyst (@thetokenanalyst) January 23, 2019

來自 TokenAnalyst 的另一條推文暗示 Antpool 是隨機數值意外分佈的主要原因,而 Bitfury 和 Slushpool 具有的隨機值數對 “空白區間” 的產生作用可能不大。

新的隨機數值分佈散點圖

我們複製了上述分析,產生了相似的散點圖(從 2018 年開始);試圖對這個問題深入瞭解。

我們還為 Antpool 、BTC.com 、F2Pool 、Slushpool 和 Bitfury 製作了單獨的散點圖。這些圖表似乎與 TokenAnalyst 的資料一致,其中“空白區間”對於 Antpool 而言,比 Slushpool 和 Bitfury 更加清晰可見。雖然就 Slushpool 而言,空白區間依然可見,但比較微弱。Bitfury 可能沒有找到足夠的區塊供人們觀察到清楚的模式。統計分析也可能有用,但用人腦來解讀這些散點圖可能與某些形式的統計作用一樣。

比特幣隨機數值分佈 – 所有隨機值(自 2018 年以來)

(資料來源:BitMEX 研究)

比特幣隨機數值分佈 –  Antpool(自 2018 年以來)

(資料來源:BitMEX 研究)

比特幣隨機數值分佈 –  BTC.com(自 2018 年起)

(資料來源:BitMEX 研究)

比特幣隨機數值分佈 –  F2Pool(自 2018 年起)

(來源:BitMEX 研究)

比特幣隨機數值分佈 –  Slush(自 2018 年以來)

(來源:BitMEX 研究)

比特幣隨機數值分佈 –  Bitfury(自 2018 年以來)

(來源:BitMEX 研究)

比特幣現金 ABC

比特幣現金 ABC 也與比特幣有著相同的隨機數值分配模式。

比特幣現金 ABC 隨機數值分配 – (自 2018 年以來)

(來源:BitMEX 研究)

AsicBoost

隱性 AsicBoost 可能是這一模式的成因之一或是其起因。許多人推測在隱性 AsicBoost 演算法啟動時,這種模式便開始出現;而這一模式可能是在實施隱性 AsicBoost 中的一個巧合,需要對隨機數進行操縱。然而,當2018年人們認為隱性 AsicBoost 在比特幣中已經停止使用時,這種模式在延續。但有可能是,儘管隱性 AsicBoost 本身被停用了,但韌體中的巧合仍然存在。

在下面的圖表中,我們觀察了使用顯性 AsicBoost 挖掘的區塊的隨機數值的分佈。同樣,該模式仍然可見,不過是微弱的。這可能表明該模式與隱性 AsicBoost 無關,但還遠未定論。

比特幣隨機數值分佈 – 顯性 AsicBoost 區塊(自 2018 年以來)

(來源:BitMEX 研究)

結論

目前,隨機數值在比特幣上不尋常的分佈仍然是一個謎。社群可能希望進一步深入研究這個問題,並進行更多分析,例如更細緻地檢查礦池軟體和 ASIC 。我們猜想這只不過是一個帶有良性原因的毫無意義的反常現象;但在比特幣上的這樣一個謎,可能會吸引一些分析師的興趣。

作者: BitMEX 研究團隊

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