江卓尔：挖矿难度调整算法，谈比特币的进化之路

比特币是一个由人开发的软件系统，而不是由神创造的神器，这就意味着，比特币并非尽善尽美，开发人员需要持续性地改进比特币。

实际上，任何一个 程序员 去看0.1版的比特币，都会得出一样的结论：这是一个不管从代码，还是实现上，都相当粗糙的版本。是之后10年中，大批开发人员持续地改进比特币，才让比特币有了现在的生态和规模。

下面，我将举一个例子：挖矿难度调整算法，来谈比特币的进化。

一、什么是“挖矿难度调整算法”

比特币平均出块时间10分钟，这个10分钟，就是通过“挖矿难度调整算法(Mining difficulty adjust algorithm)”来调节的。

比特币的区块链系统，并不知道目前有多少矿工(算力)在挖矿，只能通过挖出块的速度来推测有多少矿工在挖矿。如果出块比预计快了(一段时间内，平均出块时间小于10分钟)，那就说明算力多了，要增加挖矿难度，降低矿工的出块速度。

二、比特币“挖矿难度调整算法”的不足

随着比特币的发展，也出现了大量分叉比特币代码的竞争币，不同币的挖矿收益有高有低，矿工并不会固定挖某一个币，而是会在所有币中选择收益最高的，不断切换着挖(跳矿)，乃至出现了专门以跳矿挖为盈利方式的矿池——机枪池。莱比特矿池就是当时发展起来的著名机枪池。

这些币一开始都直接继承了比特币的“挖矿难度调整算法”。然后，问题就出来了：中本聪在写“挖矿难度调整算法”时，并没有考虑到多个币在同一算法中并存，然后矿工在不同币之间跳矿的情况。比特币难度调整周期是每2016个块(约14天)一次，这个14天太长了。

我用一张图来解释问题：

矿工按照“挖最赚钱币”的原则，不断地在低难度周期大量涌入挖矿，在高难度周期撤出挖矿，形成“算力闪击”。这导致难度调整算法误判算力，再进一步把挖矿难度调到超级低/超级高的位置，直到某个高难度周期实在亏损太多，哪怕最迟钝的矿工也撤出不挖，这个币就死掉了。

三、改进的“逐块难度调整算法”

为了解决这个问题，竞争币改进了原来比特币的14天难度调整算法，把难度调整周期从14天，改成每块都调整，长时间不出块，则挖矿难度自动下降，保证不会出现长时间没人挖的情况。

而机枪池，则像冰川期的自然环境一样，把所有没升级“逐块难度调整”的竞争币(不是已经荒废没人维护，就是技术水平不够)通通扫死了，完成了一次竞争币的淘汰和升级。

我喜欢说：

生存是最终的辩论方式

没有升级的竞争币死掉了，所以他们是错的，所以“逐块难度调整”是对的。

四、从难度调整算法，反思比特币的不足与改进

通过比特币14天难度调整算法的缺陷和改进，相信大家能理解了我在文章开头的这句话：

比特币是一个由人开发的软件系统，而不是由神创造的神器。这就意味着，比特币并非尽善尽美，开发人员需要持续性地改进比特币。

在所有不改进的竞争币死掉后，其实比特币也应该改进为逐块调整，这样健壮性更强一些。虽然由于比特币占绝大部分的sha256算力，不改看起来好像也可以，但并不意味着没有隐患，例如：

1、BCH分叉后的“算力闪击”

在BCH刚分叉时，BCH的逐块难度调整算法EDA存在缺陷，导致出现了sha256算法史上第一次大规模跳矿：算力在BTC和BCH之间大规模转移。每当大量算力因为挖BCH收益高而去挖BCH时，BTC的算力就大幅降低。

算力下降30%=出块速度下降30%，由于BTC被Core锁死1M区块大小，意味着区块容量从“10分钟1M”变成“10分钟0.7M”，这大大加剧了BTC的拥堵程度。直到BCH改用更稳定的DDA难度调整算法后，BTC受到的“算力闪击”才告一段落。

2、BCH翻盘时的“算力死亡螺旋”

如果发生BCH价格短时间巨幅上涨，甚至接近BTC价格的情况，BTC算力会大量转移到BCH上，导致BCH进入“算力死亡螺旋”：算力减少→出块变慢→拥堵加剧→市场进一步恐慌→价格进一步下跌→算力进一步减少，并加速BCH的翻盘。

BCH可能在短时间内，就借助BTC 14天难度调整的缺陷，一步完成翻盘，BTC无人愿意亏损挖高难度块，短时间内猝死，很多人甚至连币都转不到交易所，来不及逃命，直接陪葬。

3、熊市矿工反复开关机的“机枪池效应”

BTC最近的大跌，在历史上首次出现了“主力矿机不够电费关机”的情况，目前大部分算力的矿机都是S9和A8，币价跌到2.6万时，已经击穿了S9和A8 4毛电的电费成本，已经有大量S9和A8停机，BTC的挖矿难度大幅下降。

而到了下一周期，由于挖矿难度大幅下降，挖矿收益提升，暂时停机的矿机又将开机，然后再下一周期再关机。如此大量的矿机反复开关机，形成了类似机枪池扫射的效果，将会导致BTC的难度波动越来越剧烈，出块越来越不稳定。

五、外界环境必然变化，导致内部必须进化

比特币14天难度调整算法的问题，引向一个更深入的问题：

CSW的“稳定论”，甚至“锁死比特币0.1版”对吗?

难度调整算法是个很好的例子。一开始BTC的14天难度调整并不是缺陷，但当外界环境变化后(同算法竞争币的兴起，大跌导致的关机潮)，这却变成了缺陷。

外界环境永远在变，在变化的环境中，指望内部不变，规则不改，躺赢到世界货币，无异于痴人说梦。

一个公司在变化的市场环境中，在公司刚成立时，就定好了所有的战略目标，战术手段，发展路径，规章制度，然后躺赢到世界第一?这可能吗?

在快速发展，新技术层出不穷的数字货币市场，只有那些主动适应市场变化，主动根据市场变化改进自己的币，才能达到最高的效率，最快的发展，并战胜那些被动的，“尽量不改”的币，成为世界货币。

在这点上，邓公总结得很好，改革开放三条经验——“猫论”、“摸论”、“不争论”：

猫论：不管黑猫白猫，能捉老鼠的就是好猫。

摸论：摸着石头过河。

不争论：不搞争论，是我的一个发明。不争论，是为了争取时间干。一争论就复杂了，把时间都争掉了，什么也干不成。不争论，大胆地试，大胆地闯。

一个国家，一个十亿人的大国，都敢大胆地试，大胆地闯，一个币又有什么不敢的呢?：)

六、总结

1、比特币是一个由人开发的软件系统，而不是由神创造的神器。

2、0.1版的比特币，是一个不管从代码，还是实现上，都相当粗糙的版本。

3、14天的难度调整，是BTC的一个缺陷，甚至有可能导致BTC的猝死。BCH的DDA逐块难度调整算法，修补了比特币的缺陷，是更优秀的进化。

4、外界环境永远在变，内部必须主动进化，才能达到最高的效率，最快的发展战胜那些被动的，“尽量不改”的币，成为世界货币。

5、邓公改革开放三条经验——“猫论”、“摸论”、“不争论”是大智慧。