區塊空間競爭如何扭曲交易打包時間?_比特幣

撰文：Tripoli

編譯：0x11，Foresight News

本周早些時候，我在以太坊基金會舉辦的 Reddit AMA 上提出了一個問題，其中一個回答引起了我的注意：

比特幣區塊時間動態被研究得更多，數據可用性更高。因此，我將把以太坊的工作量證明轉移到比特幣上進行分析[1]。這兩個系統非常相似，主要區別在于難度調整將比特幣的平均出塊時間保持在 10 分鐘，而以太坊的平均出塊時間保持在 13 秒左右[2]。

然而，區塊時間平均值是一個巨大的簡化。媒體經常將比特幣礦工稱為一群解決復雜數學問題的計算機，但事實并非如此。解決這個詞隱含的意思是，這類主流類比表明采礦設備不斷接近解決方案，但這不是加密挖礦的工作方式。最簡單的散列類比是拋硬幣并嘗試連續 77 次正面朝上[3]。 不正確的散列不會提供有意義的進展，這是賭徒謬誤的一個版本：所有散列都是獨立的，當散列失敗時就沒有進展。

兵團首個國家區塊鏈創新應用綜合試點線上答辯申報完成:12月8日消息，近日，新疆生產建設兵團第一師根據中央網信辦、國家工信部等17部委《關于組織申報區塊鏈創新應用試點的通知》文件精神，一師市黨委網信辦主動對接工信局、民政局、教育局等部門，積極申報國家區塊鏈創新應用綜合試點。近日，完成了線上答辯和申報工作，是新疆生產建設兵團唯一申報國家區塊鏈創新應用綜合試點的師市。

下一步，師市黨委網信辦將利用已有的一體化在線政務服務平臺，積極探索5G、工業互聯網、大數據、云計算、區塊鏈等新一代信息技術在企業管理、生產、銷售等領域的應用，推動信息化和工業自動化深度融合，促進企業提質增效。（央廣網）[2021/12/8 12:58:55]

嘗試的獨立性和由此導致的缺乏進展被描述為失憶。不管上一個區塊已經過去了多長時間，比特幣礦工發現下一個區塊的可能性總是一樣的：下一個區塊出現的平均時間總是在 10 分鐘后。

如果你對比特幣區塊間隔方差的數據感興趣，Jameson Lopp 幾年前寫了一篇很棒的文章。簡單來說就是，忽略源自非常快速出現的區塊的邊緣案例，區塊間隔遵循指數概率分布。

國資委秘書長：要加快推動區塊鏈等創新技術與實體產業融合應用:10月12日，國資委秘書長、新聞發言人彭華崗在國務院政策例行吹風會上表示，國資委對于中央企業的技術創新高度重視，專門在內部機構改革過程中成立了科創局，將繼續加大中央企業科技創新的工作力度。他提到，將進一步完善協同創新體系。要加快推動5G、人工智能、工業互聯網、物聯網、大數據、區塊鏈等創新技術與實體產業的融合應用，加速國有企業的數字化、網絡化、智能化的轉型升級。（中證網）[2020/10/12]

比特幣出塊時間方差：理論與現實；資料來源：Jameson Lopp

為了討論交易打包時間，我們需要在分析中添加另一層。天真的說法是，當比特幣交易被提交時，它應該被包含在下一個區塊中，該區塊平均會在 10 分鐘內完成；因此，打包時間應為 10 分鐘。在實踐中，區塊空間的競爭本質扭曲了打包時間并挑戰了可交換性的假設。

金色實力派 | 四川省人大代表段江：企業應該更聚焦在區塊鏈應用的創新上面，而不是都去做底層技術:金色財經報道，在今日舉行的金色實力派直播中，針對“中國99%以上的中小企業如何參與到區塊鏈行業中來”的問題，四川省人大代表、西南財經大學中國區塊鏈研究中心主任段江表示，我認為應該更聚焦在區塊鏈應用的創新上面，而不是都去做底層技術，比如這兩年有很多的創業公司做了很多的公鏈，有幾個真正跑出來的呢，沒有用戶使用就是名副其實的“空氣鏈”，我們應該去拓展區塊鏈的應用場景，讓用戶真正能使用區塊鏈的產品才是王道。整個四川、成都，目前已經有很多企業參與到區塊鏈領域的創新中，包括：底層技術研發、行業應用、區塊鏈培訓等等。其中，有一個領域是成都獨占優勢的，那就是數字貨幣的挖礦產業。因為四川有得天獨厚的水電資源。[2020/5/19]

下圖顯示了 2022 年 9 月 2 日待處理交易的攀升。圖表中的每個斷崖或下降都表示發現了一個新區塊并處理了一批最有價值的交易。為了方便，網格豎線以 10 分鐘為間隔，既比特幣平均出塊時間。

動態 | 區塊鏈人才供需比逐漸與互聯網行業趨同:據證券日報報道，鏈塔智庫與拉勾網聯合發布的《2018年區塊鏈招聘分析報告》顯示，2018年2月恰逢春節，節后人才供需指數達到了上半年的最高點，其后人才供需比持續下滑，逐漸與互聯網行業供需比趨同。數據顯示，2018年第二季度，區塊鏈產品、運營崗位平均月薪分別為1.9萬元、1.3萬元。區塊鏈技術人員的平均月薪為3萬元，相比第一季度上漲5.3%，漲幅逐漸趨于穩定。[2018/12/6]

比特幣內存池

該圖顯示了區塊發現中的非典型但并非罕見的差距。從 10:20 到 12:18，只發現了兩個區塊，而不是預期的十二個。

雖然在 10:20 發送 12 sat/vB 交易似乎是安全的，但它可能直到 13:00 才被處理，至少 8 個，可能多達 11 個區塊。延遲的兩個來源是區塊時間方差和不對稱時間信息，即較晚提交的交易具有額外信息的優勢，并且能夠支付更大的費用以跳過交易隊列。

動態 | 騰訊實驗室發布NEO區塊鏈存在被盜風險警告:據/coingape消息，騰訊實驗室監控的區塊鏈項目NEO存在遠程被盜的風險。當用戶使用默認配置啟動NEO網絡節點并打開錢包時，數字貨幣可能被遠程竊取。騰訊安防展覽實驗室已向NEO開發社區提交風險警告，并提醒NEO節點維護人員和“小螞蟻幣”持有者注意錢包安全，及時更新客戶端版本，并注意異常轉移行為。當前可防止錢包被盜的方法有：升級到最高版本的NEO-CLI客戶端程序;避免使用遠程RPC函數，將配置文件中BindAddress的地址修改為127.0.0.1;如果您有特殊要求，則必須使用遠程RPC功能。[2018/12/2]

從緩慢發現的區塊中隨機抽取樣本并分析其中包含的交易，在交易提交時間和包含在下一個區塊中的交易相對密度之間出現了一個清晰的模式[4]。慢速區塊包含的交易來自緊接在發現區塊之前的時間倉，比來自緊接在前一個區塊之后的時間倉多出大約 50%。

與此形成鮮明對比的是，如果我們查看快速區塊，則提交時間的分布要均勻得多[5]。這表明在快速區塊中的時間競爭沒有意義。

大多數區塊都可以很快發現，所以這有什么關系嗎？

如果我們計算預期出塊時間，長尾區塊的貢獻其實出奇的大。如果計算平均出塊時間但忽略 20+ 或 30+ 分鐘這樣的異常值，則預期的出塊時間將下降到 6-8 分鐘。

關于打包時間，區塊空間的時間競爭基本上忽略了這些長尾塊。例如，我們假設超過 20 分鐘的交易被新的更高費用的交易取代，那么進入第一個區塊的交易的平均打包時間理論上應該下降到只有 6 分鐘。

實際上，并沒有下降到 6 分鐘。我們在慢速區塊分布中看到交易沒有被完全替換，但我預計第一個區塊打包時間可能在 8-9 分鐘范圍內，而不是天真的 10 分鐘近似值。

進一步計算被替換的交易將需要比本文提供的更全面的數據分析（嚴重依賴于區塊空間需求的趨勢、區塊間隔的后續隨機滾動等），結果可能是多峰諧波分布。

回到權益證明以太坊，假設非競爭性區塊空間，不變的 12 秒區塊間隔表明平均打包時間為 6 秒[6]（與工作證明中的 13 秒相比）。

然而，以太坊區塊空間競爭異常激烈。

即使區塊間隔不變，我們似乎也看到了強烈的時間競爭，甚至超過了比特幣長尾區塊空間的競爭。所有這些都在幾秒鐘內發生，每 12 秒重復一次。

那么，打包時間是否更短？我想這將取決于如何定義打包時間。如果以太坊上的第一個區塊是在區塊間隔的最后幾秒內提交的交易占主導，那么我不清楚方差的下降是否會產生有意義的差異。另一方面，如果我們談論的是單筆交易，其優先費用足以確保交易包含在內，那么預期的打包時間應該從 13 秒減少到 6 秒[7]。

注解：

[1] 指數概率分布的方差與區塊時間的平方成比例，因此比特幣區塊時間的方差是以太坊 PoW 區塊的 (600/13)^2 = 2130 倍。也許這可以解釋為何對以太坊區塊時間的分析相對缺乏。

[2]該指標假設以太坊不處于硬分叉的時間窗口，在硬分叉時間窗口，出塊時間開始呈指數增長，以迫使礦工采用這種變化。

[3]截至撰寫本文時，30 天的平均哈希率為 2.5075 億 TH/s，因此在一個 10 分鐘的區塊中有 250.75×E6×E12×(60×10) = 1.5E23 次哈希嘗試。為了找到一個硬幣翻轉等效物，我們采用一個以 2 為底的對數，它等效于 76.9 次連續的硬幣翻轉。

[4]該樣本中的慢速區塊是在 2022 年 12 月 22 日至 2023 年 1 月 12 日之間發現的偽隨機序列，包含 40 個塊，區塊間隔時間在 42 到 75 分鐘之間。

[5]該樣本中的快速區塊是在 2022 年 12 月 22 日至 2023 年 1 月 12 日之間發現的一個由 86 個區塊組成的偽隨機序列，區塊間隔時間在 2.5 分鐘到 6 分鐘之間。

[6]如果我們由于驗證者的錯誤而忽略空塊，則不變。

[7]不幸的是，合并前數據似乎不可靠，盡管這可能只是由于區塊空間的超級競爭性質加上區塊時間差異而造成的，我沒有足夠的信心發布它。

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