Golden Hardcore | Diferencias en el tiempo de bloque de BTC: una comparación entre la teoría y la práctica

Golden Finance lanzó recientemente la columna Hardcore para brindar a los lectores introducciones o interpretaciones detalladas de proyectos populares. Esta edición de Hardcore analiza el tema del tiempo de generación de bloques BTC, combinando la teoría con la práctica, ¿cuánto cumple con las expectativas el tiempo de generación de bloques?

Diferencias en el tiempo de bloque de BTC: una comparación entre la teoría y la realidad

¿Cuánto cumple con las expectativas la distribución histórica de las marcas de tiempo del bloque BTC?

Esta semana, he estado recibiendo algunas alertas sobre un problema que aparece de vez en cuando:

"¿Con qué frecuencia sucede que la cadena de bloques BTC no puede minar un bloque durante dos horas? Anoche, me topé con esta situación entre los bloques 670637 y 638".

Esto me hizo pensar, y no pude evitar preguntarme qué tan predecible ha sido la distribución histórica de las marcas de tiempo del bloque BTC en los últimos 12 años.

También he discutido el mecanismo de marca de tiempo de BTC antes, y hay buenas razones para creer que BTC es altamente seguro, y el mecanismo de teoría de juegos detrás de su marca de tiempo también es perfecto.

Afortunadamente, si tiene un nodo, puede iterar fácilmente a través de todos los encabezados de bloque BTC y ver sus marcas de tiempo. Para esto, escribí un script y me tomó solo 5 minutos en mi computadora portátil mirar todas las marcas de tiempo.

HUAWEI CLOUD ayuda a Xixiang a crear una plataforma de recopilación digital: Jinse Finance informó que Huawei Cloud proporcionó servicios de gestión de activos digitales de cadena de pétalos para la plataforma de recopilación digital de Xixiang, incluida la capacidad de gestión del ciclo de vida completo de los activos digitales; proporcionando confirmación de propiedad para heredar los derechos de autor digitales de DCI, liquidación autorizada y otras capacidades para ayudar a borrar la confirmación y autorización de los activos digitales de XIXiang; proporcionar interfaces API estándar para cubrir una variedad de capacidades de servicio, reduciendo efectivamente los costos de I + D de XIXiang; y proporcionar navegadores de cadena de pétalos para consultar información de activos digitales relacionados. [2022/9/3 13:06:53]

Tenga en cuenta que, para facilitar la medición de datos, excluí el bloque número 100 en la cadena de bloques de BTC, porque al comienzo del nacimiento de BTC, la cantidad de mineros era muy pequeña y se dieron algunas condiciones muy especiales.

Resulta que se extrajeron 190 bloques 106 minutos después del bloque anterior, lo que representa el 0,0028 % de los 670 000 bloques extraídos hasta ahora, ¡muy cerca del valor esperado de 0,0025 %! Este resultado es fácil de calcular, pero solo puede representar la distribución de las diferencias de tiempo de bloque en un cierto período de tiempo.

Análisis en profundidad

Si desea reflexionar profundamente sobre este problema, Felix Weiss lo ha resuelto al proporcionar un método para determinar la cantidad de bloques que se deben extraer en un cierto período de tiempo después de que se extrajo el bloque anterior.

Esta cantidad se puede encontrar calculando la función de distribución acumulativa de la distribución exponencial.

Pero en términos de la diferencia en los tiempos de bloque, ¿cómo se puede comparar toda la distribución histórica con la distribución esperada? Para resolver este problema, necesitamos explotar la función de densidad de probabilidad de la distribución exponencial, que puede ser modelada por f(x;λ) = λe^-(λx). Para el problema del tiempo de generación de bloques, x es igual a un cierto punto de tiempo después de la generación de bloques del último bloque, y λ se usa como un parámetro de tasa, que es igual a 1/600 (es decir, el tiempo de generación de bloques de destino ). La función de densidad de probabilidad se expresa de manera lineal como se muestra en la siguiente figura:

Shenyu: Cobo promoverá enérgicamente los fondos de cumplimiento de DeFi y el negocio en cadena DaaS en 2022: según las noticias oficiales, Shenyu envió una carta a todos los empleados dentro de Cobo, en la que Shenyu dijo que 2021 es un año de infinitas oportunidades para la industria y es un año en el que se entrelazan barreras políticas más fuertes. Al mismo tiempo, dijo que en 2022, Cobo mejorará su conciencia de cumplimiento, adoptará activamente la supervisión y manejará correctamente la relación entre cumplimiento y desarrollo. Actualmente está solicitando licencias de cumplimiento relevantes en Singapur y Hong Kong, y también explora constantemente canales de cumplimiento en Europa y Estados Unidos.

En la carta a todos los empleados, expresó el plan estratégico futuro para Cobo, continuará adhiriéndose al objetivo estratégico de la clave intermedia de la infraestructura de la cadena de bloques, desarrollará enérgicamente múltiples ventajas como DaaS, DeFi Fund y WaaS, y profundizará su propia Seguridad técnica y conciencia de seguridad del usuario para cultivar. Y el 70%-80% del enfoque estratégico estará en los campos existentes y futuros, y el 20%-30% de la energía se dedicará a algunos negocios exploratorios. [2022/1/5 8:26:56]

Mientras escribía este artículo, también tracé la distribución esperada de todos los bloques después del bloque 670,000, muy similar a la forma de arriba.

Así que recopilé los datos del script y los puse en esta tabla:

Es obvio que la representación logarítmica del eje x en la figura siguiente es más razonable, de lo contrario, los datos estarán demasiado dispersos y no se podrán observar algunos fenómenos interesantes.

Diferentes periodos de minería

La distribución esperada de los tiempos de bloque se basa en la suposición de una tasa de hash constante. Pero según el historial de desarrollo de BTC, su tasa de hash no puede ser constante.

Director de inversiones de Pantera Capital: ETH sigue siendo muy barato y no es una locura aumentarlo de 5 a 10 veces: Según noticias del 11 de febrero, Joey Krug, director de inversiones de Pantera Capital, dijo que Ethereum sigue siendo muy barato y aún puede aumentar de 5 a 10 veces. Ethereum es barato en comparación con cualquier otra cosa en el mercado público, especialmente en comparación con los mercados de valores tradicionales, y un aumento de 5 a 10 veces no es una locura en absoluto. (Noticias de criptomonedas) [2021/2/11 19:32:51]

Así que elegí tres períodos para el análisis.

1. Era de la CPU: la tasa de hash es relativamente estable.

2. Era GPU: la tasa de hash se está acelerando.

Era ASIC: crecimiento relativamente lento de la tasa de hash

Era de la CPU

En la era de la CPU, la cantidad real de bloques con un tiempo de bloqueo de menos de 10 minutos es menor de lo esperado. ¿Por qué sucede esto? Lo explicaré a continuación.

Era de la GPU

Tenga en cuenta que en la era de la GPU, ocurre lo contrario y el número real es más alto de lo esperado, muy probablemente debido a los aumentos acelerados de la tasa de hash.

Era ASIC

En la era ASIC temprana, la tasa de hash de BTC aumentó significativamente. Seleccioné específicamente un período de tiempo que es relativamente cercano al actual, para que los datos no se vean muy afectados. Podemos ver en la figura anterior que la cantidad de bloques BTC aún es más de lo esperado, pero no se puede comparar con la era de la GPU.

Toda la era minera

¿Qué pasaría si todos los datos de 670 000 bloques se representaran en un gráfico? De acuerdo con la figura a continuación, el tiempo real de generación de bloques es muy consistente con la expectativa, excepto por la parte de la izquierda en la figura.

De acuerdo con la figura anterior, podemos saber que la cantidad de bloques producidos dentro de los 29 segundos posteriores a la excavación del bloque principal es mucho menor de lo esperado. ¿Hay alguna explicación razonable para esto?

Investigación en profundidad

El número esperado de bloques producidos en este rango de marca de tiempo es 30497.

Por otro lado, el número real de bloques producidos es 22441.

Entonces, ¿por qué hay una diferencia de 8056 en el número de bloques producidos?

Encontramos que el incremento de 14,296 bloques es negativo, y 3,549 de ellos pertenecen al rango de -29 a 0, por lo que quedan alrededor de 6,000 bloques, a continuación analizaremos estos 6,000 bloques en detalle.

Al trazar la distribución de marcas de tiempo para deltas negativos, podemos concluir que el siguiente gráfico es esencialmente una imagen especular de la distribución de deltas positivos.

Esto se debe a que el protocolo BTC permite la existencia de incrementos de marca de tiempo negativos, pero esta no es la causa principal. Tenemos que considerar el proceso de minería real:

1. El grupo de minería generará elementos de bloque para el siguiente bloque.

2. El minero envía una solicitud de trabajo al grupo de minería para comenzar a codificar el elemento de bloque.

3. Los mineros devuelven el trabajo completo al pool de minería para formar una prueba de trabajo.

Entonces la pregunta es: ¿con qué frecuencia se generan elementos de bloque? ¿Con qué frecuencia se actualiza la marca de tiempo?

Sin embargo, creo que la respuesta detrás de esto es más complicada, porque también es posible que los mineros actualicen la marca de tiempo, lo que implica investigar el hardware o el firmware de una aplicación ASIC específica.

Como se mencionó anteriormente, todavía hay alrededor de 6000 bloques con incrementos de marca de tiempo negativos. ¿Existe una explicación razonable para estos bloques? Creo que se puede explicar en teoría, la razón puede ser la deriva del reloj o el software de minería no está bien adaptado. Si comprende la historia de la minería BTC, los primeros mineros no formaron un grupo de minería, todos minaron individualmente. Por lo tanto, la configuración de los mineros no puede alcanzar el nivel empresarial, y estos mineros aficionados no pueden garantizar que los datos de la máquina de minería se sincronicen regularmente con los canales autorizados. Los primeros pools de minería estaban a cargo de aficionados en lugar de profesionales a tiempo completo. Creo, si mi teoría es sólida, que a medida que la industria minera madura y el software del pool mejora, la frecuencia de la desviación del reloj disminuye. Así que ejecuté otro script que trazó la distribución de bloques con deltas de marca de tiempo negativos a lo largo del tiempo.

De acuerdo con la figura anterior, podemos ver que no solo la cantidad de bloques con incrementos de marca de tiempo negativos está disminuyendo, sino que también el problema de la desviación del reloj ha mejorado gradualmente. Vale la pena señalar que desde finales de 2017, solo unos pocos bloques han marcas de tiempo aumentadas La cantidad es negativa.

Resumen

La mayor parte del mecanismo operativo de BTC se basa en principios matemáticos. Al analizar la distribución del tiempo de bloque real, podemos encontrar que en los últimos 12 años, el mecanismo de tiempo de bloque de 10 minutos ha funcionado muy bien, y solo se han producido algunos casos extremos, y las razones detrás de esto son fáciles de encontrar. . La minería también se ha industrializado, el software de minería se ha mejorado gradualmente y la distribución del tiempo de generación de bloques está cada vez más en línea con las expectativas.

¡Ese es el poder de las matemáticas!

El contenido de este artículo proviene de: Cypherpunk Cogitations

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