EIP-1295: 修改以太坊 PoW 激励结构并延迟难度炸弹

简单总结

网络安全和整体生态系统的成熟度都需要继续激励工作量证明的参与，但可能允许减少附属的 ETH 发行，并延迟难度炸弹。本 EIP 提议减少叔块奖励并移除侄块奖励，同时使用君士坦丁堡硬分叉延迟难度炸弹。

摘要

从 CNSTNTNPL_FORK_BLKNUM 开始，客户端将根据一个虚假的区块号计算难度，该区块号指示客户端难度炸弹的调整时间比先前使用 Homestead 分叉指定的时间晚约 600 万个区块。

此外，叔块奖励将被调整，侄块奖励将被移除，以消除过多的附属 ETH 发行。当前 3 ETH 的 ETH 区块奖励将保持不变。

动机

网络可扩展性和安全性是以太坊协议面临的首要风险。随着在链上和链下可扩展性方面取得的巨大进展，协议中存在人为的吞吐量限制设备是不合理的。消除因难度炸弹初始化而降低吞吐量的风险是一种“唾手可得”的方式，以确保在下一次主要的硬分叉（计划于 2019 年底）之前，以最低限度的当前吞吐量继续运行。

以太坊网络的安全层现在和将来都应该保持强大。持续运营不断增长的生态系统安全的激励措施至关重要。

与此同时，可以调整以太坊协议的辅助发行收益，以减少总体发行概况。积极调整叔块奖励并移除侄块奖励将减少 ETH 发行的通货膨胀方面，同时保持当前 3 ETH 的区块奖励不变将确保最高级别的激励措施到位。

规范

使用虚假区块号放松难度

对于 calc_difficulty 的目的，只需将指数冰河组件中使用的 block.number 替换为以下公式：

fake_block_number = max(0, block.number - 6_000_000) if block.number >= CNSTNTNPL_FORK_BLKNUM else block.number

调整叔块和侄块奖励

如果一个叔块包含在 block.number >= CNSTNTNPL_FORK_BLKNUM 的区块中，使得 block.number - uncle.number = k，则叔块奖励为

new_uncle_reward = (3 - k) * new_block_reward / 8

这是现有的君士坦丁堡之前的叔块奖励公式，经过调整，以较低的费率奖励 2 个级别的叔块。

block.number >= CNSTNTNPL_FORK_BLKNUM 的侄块奖励为

new_nephew_reward = 0

这是移除所有侄块的奖励。

基本原理

以太坊网络的安全层现在和将来都应该保持强大。持续运营不断增长的生态系统安全的激励措施至关重要。

与此同时，可以调整以太坊协议的辅助发行收益，以减少总体发行概况。积极调整叔块奖励并移除侄块奖励将减少 ETH 发行的通货膨胀方面，同时保持当前 3 ETH 的区块奖励不变将确保最高级别的激励措施到位。

难度炸弹被设计为一种计划报废的方式，以强制定期实施网络升级。鉴于协议的可扩展性是重点，因此延迟一种可能由于任何情况而被人为限制网络吞吐量的机制，是确保以当前吞吐量水平继续进行最低限度网络操作的逻辑步骤。我们认为难度炸弹的存在允许在强制硬分叉中包含协议升级，并将继续这样做。

截至 2018 年 8 月 4 日，今年迄今为止向叔块发行的奖励总计超过 635,000 ETH。每个叔块的平均奖励总计 2.27 ETH。今年迄今为止的平均叔块率为 22.49%。使用今年迄今为止的指标，每个区块作为叔块奖励支付的持续平均 ETH 为 0.51 ETH 加上 0.021 ETH 的叔块包含奖励 (0.09375 ETH * .2249)，每个区块与叔块相关的总奖励超过 0.53 ETH。今年迄今的区块奖励总计约为 3,730,000 ETH，网络额外支付了 17％ 的叔块奖励。这种发行是可以减少的，同时仍保持网络安全性的整体完整性和激励作用。

减少奖励叔块中的 ETH 发行（由传播延迟引起的派生区块，这是一个多方面的问题）应直接激励对技术和效率的投资，以减少区块传播延迟，这可能导致网络范围内的叔块率降低，从而进一步减少辅助发行。

将叔块奖励从当前规范减少到提议的规范将产生两个级别的叔块辅助 ETH 发行：

1 级叔块 -> 0.75 ETH

2 级叔块 -> 0.375 ETH

这些级别足以继续激励去中心化参与，同时还为以太坊节点网络的升级及其相关的基础设施提供直接的经济激励。

我们认为，自成立以来，ETH 网络一直在通过强大的叔块奖励结构来补贴交易纳入。我们还认为，取消设定的补贴将产生一种动态响应机制，矿工和交易发送者将通过该机制最大程度地减少交易纳入的总成本。这种动态响应结构可能会限制不必要的第 1 层交易吞吐量，同时为第 2 层扩展解决方案提供激励。

应完全取消侄块奖励结构。

由于当前的市场状况以及美元计价的价格进一步下跌的可能性（50％），我们认为对安全激励措施的任何最高级别削减都会使以太坊网络面临不应有的风险。与拜占庭硬分叉时不同，当前用于保护以太坊网络的美元计价经济学威胁到了最分散的矿工社区（家庭矿工）的参与，我们认为这构成了整个网络哈希率的最大比例。我们认为消除社区的这一部分将增加集中化和有组织的网络攻击的可能性。

对于这样一种新兴且具有巨大潜力的技术，我们发现通过将 ETH 发行量减少到超过本提案的水平来增加网络攻击的可能性是极其不负责任的。

通过减少叔块奖励并取消侄块奖励，辅助 ETH 发行量应下降超过 75％（在正常的市场条件下，即 22.49％ 的叔块率），并且从成功密封和挖掘有效区块中获得的 ETH 总发行量应下降超过 10％。

结合难度炸弹的扩散，该提案在确保现状网络吞吐量，减少整体 ETH 发行以及继续对基础设施和效率进行最高级别的投资以继续运营以太坊网络的安全层之间取得了平衡。

向后兼容性

此 EIP 不向前兼容，并且在难度计算以及区块、叔块和侄块奖励结构中引入了向后不兼容性。因此，它应包含在某个区块号的计划硬分叉中。建议将此 EIP 包含在第二次 Metropolis 硬分叉君士坦丁堡中。

测试用例

一旦开发人员接受规范或客户端实施规范，就应创建测试用例。

实施

即将推出。

版权

通过 CC0 放弃版权和相关权利。

Citation

Please cite this document as:

Brian Venturo (@atlanticcrypto), "EIP-1295: 修改以太坊 PoW 激励结构并延迟难度炸弹 [DRAFT]," Ethereum Improvement Proposals, no. 1295, August 2018. [Online serial]. Available: https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-1295.