江卓爾：挖礦難度調整演算法，談比特幣的進化之路
比特幣是一個由人開發的軟體系統，而不是由神創造的神器，這就意味著，比特幣並非盡善盡美，開發人員需要持續性地改進比特幣。
實際上，任何一個程式員去看0.1版的比特幣，都會得出一樣的結論：這是一個不管從程式碼，還是實現上，都相當粗糙的版本。是之後10年中，大批開發人員持續地改進比特幣，才讓比特幣有了現在的生態和規模。
下面，我將舉一個例子：挖礦難度調整演算法，來談比特幣的進化。
一、什麼是“挖礦難度調整演算法”
比特幣平均出塊時間10分鐘，這個10分鐘，就是通過“挖礦難度調整演算法(Mining difficulty adjust algorithm)”來調節的。
比特幣的區塊鏈系統，並不知道目前有多少礦工(算力)在挖礦，只能通過挖出塊的速度來推測有多少礦工在挖礦。如果出塊比預計快了(一段時間內，平均出塊時間小於10分鐘)，那就說明算力多了，要增加挖礦難度，降低礦工的出塊速度。
二、比特幣“挖礦難度調整演算法”的不足
隨著比特幣的發展，也出現了大量分叉比特幣程式碼的競爭幣，不同幣的挖礦收益有高有低，礦工並不會固定挖某一個幣，而是會在所有幣中選擇收益最高的，不斷切換著挖(跳礦)，乃至出現了專門以跳礦挖為盈利方式的礦池——機槍池。萊位元礦池就是當時發展起來的著名機槍池。
這些幣一開始都直接繼承了比特幣的“挖礦難度調整演算法”。然後，問題就出來了：中本聰在寫“挖礦難度調整演算法”時，並沒有考慮到多個幣在同一演算法中並存，然後礦工在不同幣之間跳礦的情況。比特幣難度調整週期是每2016個塊(約14天)一次，這個14天太長了。
我用一張圖來解釋問題：
礦工按照“挖最賺錢幣”的原則，不斷地在低難度週期大量湧入挖礦，在高難度週期撤出挖礦，形成“算力閃擊”。這導致難度調整演算法誤判算力，再進一步把挖礦難度調到超級低/超級高的位置，直到某個高難度週期實在虧損太多，哪怕最遲鈍的礦工也撤出不挖，這個幣就死掉了。
三、改進的“逐塊難度調整演算法”
為了解決這個問題，競爭幣改進了原來比特幣的14天難度調整演算法，把難度調整週期從14天，改成每塊都調整，長時間不出塊，則挖礦難度自動下降，保證不會出現長時間沒人挖的情況。
而機槍池，則像冰川期的自然環境一樣，把所有沒升級“逐塊難度調整”的競爭幣(不是已經荒廢沒人維護，就是技術水平不夠)通通掃死了，完成了一次競爭幣的淘汰和升級。
我喜歡說：
生存是最終的辯論方式
沒有升級的競爭幣死掉了，所以他們是錯的，所以“逐塊難度調整”是對的。
四、從難度調整演算法，反思比特幣的不足與改進
通過比特幣14天難度調整演算法的缺陷和改進，相信大家能理解了我在文章開頭的這句話：
比特幣是一個由人開發的軟體系統，而不是由神創造的神器。這就意味著，比特幣並非盡善盡美，開發人員需要持續性地改進比特幣。
在所有不改進的競爭幣死掉後，其實比特幣也應該改進為逐塊調整，這樣健壯性更強一些。雖然由於比特幣佔絕大部分的sha256算力，不改看起來好像也可以，但並不意味著沒有隱患，例如：
1、BCH分叉後的“算力閃擊”
在BCH剛分叉時，BCH的逐塊難度調整演算法EDA存在缺陷，導致出現了sha256演算法史上第一次大規模跳礦：算力在BTC和BCH之間大規模轉移。每當大量算力因為挖BCH收益高而去挖BCH時，BTC的算力就大幅降低。
算力下降30%=出塊速度下降30%，由於BTC被Core鎖死1M區塊大小，意味著區塊容量從“10分鐘1M”變成“10分鐘0.7M”，這大大加劇了BTC的擁堵程度。直到BCH改用更穩定的DDA難度調整演算法後，BTC受到的“算力閃擊”才告一段落。
2、BCH翻盤時的“算力死亡螺旋”
如果發生BCH價格短時間巨幅上漲，甚至接近BTC價格的情況，BTC算力會大量轉移到BCH上，導致BCH進入“算力死亡螺旋”：算力減少→出塊變慢→擁堵加劇→市場進一步恐慌→價格進一步下跌→算力進一步減少，並加速BCH的翻盤。
BCH可能在短時間內，就藉助BTC 14天難度調整的缺陷，一步完成翻盤，BTC無人願意虧損挖高難度塊，短時間內猝死，很多人甚至連幣都轉不到交易所，來不及逃命，直接陪葬。
3、熊市礦工反覆開關機的“機槍池效應”
BTC最近的大跌，在歷史上首次出現了“主力礦機不夠電費關機”的情況，目前大部分算力的礦機都是S9和A8，幣價跌到2.6萬時，已經擊穿了S9和A8 4毛電的電費成本，已經有大量S9和A8停機，BTC的挖礦難度大幅下降。
而到了下一週期，由於挖礦難度大幅下降，挖礦收益提升，暫時停機的礦機又將開機，然後再下一週期再關機。如此大量的礦機反覆開關機，形成了類似機槍池掃射的效果，將會導致BTC的難度波動越來越劇烈，出塊越來越不穩定。
五、外界環境必然變化，導致內部必須進化
比特幣14天難度調整演算法的問題，引向一個更深入的問題：
CSW的“穩定論”，甚至“鎖死比特幣0.1版”對嗎?
難度調整演算法是個很好的例子。一開始BTC的14天難度調整並不是缺陷，但當外界環境變化後(同演算法競爭幣的興起，大跌導致的關機潮)，這卻變成了缺陷。
外界環境永遠在變，在變化的環境中，指望內部不變，規則不改，躺贏到世界貨幣，無異於痴人說夢。
一個公司在變化的市場環境中，在公司剛成立時，就定好了所有的戰略目標，戰術手段，發展路徑，規章制度，然後躺贏到世界第一?這可能嗎?
在快速發展，新技術層出不窮的數字貨幣市場，只有那些主動適應市場變化，主動根據市場變化改進自己的幣，才能達到最高的效率，最快的發展，並戰勝那些被動的，“儘量不改”的幣，成為世界貨幣。
在這點上，鄧公總結得很好，改革開放三條經驗——“貓論”、“摸論”、“不爭論”：
貓論：不管黑貓白貓，能捉老鼠的就是好貓。
摸論：摸著石頭過河。
不爭論：不搞爭論，是我的一個發明。不爭論，是為了爭取時間幹。一爭論就複雜了，把時間都爭掉了，什麼也幹不成。不爭論，大膽地試，大膽地闖。
一個國家，一個十億人的大國，都敢大膽地試，大膽地闖，一個幣又有什麼不敢的呢?：)
六、總結
1、比特幣是一個由人開發的軟體系統，而不是由神創造的神器。
2、0.1版的比特幣，是一個不管從程式碼，還是實現上，都相當粗糙的版本。
3、14天的難度調整，是BTC的一個缺陷，甚至有可能導致BTC的猝死。BCH的DDA逐塊難度調整演算法，修補了比特幣的缺陷，是更優秀的進化。
4、外界環境永遠在變，內部必須主動進化，才能達到最高的效率，最快的發展戰勝那些被動的，“儘量不改”的幣，成為世界貨幣。
5、鄧公改革開放三條經驗——“貓論”、“摸論”、“不爭論”是大智慧。