Bogdan Gheorghe
挖空塊給了礦工們一線生機，使他們可以維持利潤。
當熊市在過去幾個月席捲密碼學貨幣市場時，人們曾估計會有大批礦工和投資方離開這個領域。然而，從數據上來看，我們注意到這種趨勢並不嚴重，挖空塊給了礦工們一線生機，使他們可以維持利潤。我們用統計學分析了為什麼挖空塊可以帶來更多利潤，並且找出了使用這種策略的礦工（池）。
凜冬將至，礦工如何自保？
眾所周知，在過去六個月中，每個人都密切關注著 ETH 不斷下跌的價格。因此，我們決定深挖下去，看看近幾個月的情形對礦工和礦池的影響究竟如何。我們且仔細瞭解一下挖礦活動，看看錶象之下的真實情形。
出塊數量保持穩定
對過去六個月網絡狀況的粗略統計顯示，出塊的數量保持在相同水平，每日處理的交易數量也大體不變，大約是每天 60 萬筆。
圖 1. 以太坊網絡的出塊數量（2018 年第 3 季度～第 4 季度）
這並不意味著挖礦活動的體量沒有發生變化，只是因為以太坊的難度調整算法不斷地調整挖礦難度，出塊時間穩定在 10 到 19 秒這個區間。因此，根據這段時間的出塊數量可以計算得出，出塊率總是保持穩定。
挖礦活動在萎縮
挖礦活動漲落的指標是難度和全網算力——雖然難度和全網算力的下降不一定體現在礦工數量的減少上，但確實反映了在挖礦機數量的下降。在這裡，“礦工”的意思是在鏈上挖礦的地址，而不是控制這些地址的真實個體。大多數情況下，這些挖礦地址都屬於礦池，礦池背後有幾百個用戶在為之貢獻算力。
難度即礦工在出塊時所需計算的任務的複雜度。全網算力則加總了網絡中礦工的算力。當挖礦活動萎縮的時候，算力就會下降，在不調整難度的情況下，完成計算任務所需的時間就會上升。用來衡量難度的單位是 TH（兆次哈希計算，或者說萬億次式錯）。全網算力加總了所有礦工的試錯次數，用 TH/S 即兆哈希每秒的單位來衡量。
圖 2. 挖礦的難度與網絡的總算力相互關聯且逐漸下跌（按日平均）
從上圖中可以看到，隨著全網算力的波動，難度也隨之改變；從 9 月 和 11 月的兩次大跌中可以看得更加明顯。下面的散點圖也顯示出類似的正相關性。
圖 3. 每日平均難度和總算力散點圖
上圖記錄了每個區塊的難度和算力，明確顯示了兩者間的正相關性，一如我們在上文的理論部分中解釋的那樣。此處一個有趣的發現是，它們在 3200TH 的難度上逐漸分成了兩簇——
我們覺得，這是因為相對比挖礦難度的迅速調整，礦工的反應是滯後的，尤其是當難度上升的時候——從圖 2 中我們可以看出，兩次難度陡升（六月和十一月）都發生在 3200TH 左右，而此時表示算力的橙色線沒能調整跟上藍色線，而是用了一些時間來反應。但難度下降時不存在這種情況——礦工只要在算力足夠之時關掉部分礦機就可以了；難度上升時，因為很難估計難度最終會穩定在哪個水平，礦工可能高估它（就像十一月那樣），也可能低估它（就像六月那樣）。要進一步探究這種現象，我們可能需要更多的假設和理論。（你不妨也來猜想一下！）出塊地址（礦池）數量保持穩定
下表顯示，互不關聯的出塊地址的平均數量並沒有多大改變。這可能意味著在市場如此蕭條的情況下，出塊者的應對策略並不是退出，而是縮減業務規模。
這或許是個好現象，表示他們對區塊鏈網絡的信心並沒有動搖。
圖 4.出塊地址的數量與他們轉出資金的地址數量（按月計量）
這種情況也在意料之中——畢竟，他們都是利益相關者，依然期望從中獲得利潤，從設計上來說，當利潤率降低的時候，挖礦活動就是要縮減的。挖礦需要耗費大量電力，是礦工成本的一部分 。更直白一些，當 ETH 的價格低於某個下限時，礦工就會算一筆賬：既然挖到一個 ETH 的成本是 X 美元，而 ETH 的市場價格又低於 X 美元，那我為什麼要挖？我還不如去買呢。
（礦池背後）挖礦個體數量下降
挖礦活動規模縮減的另一個良好的量化指標是看礦池給算力貢獻者——即礦池中礦工個體——轉了多少筆賬。從上表可以看出，這個數量正確平穩而清楚地下降。
下表則顯示了全網前五大礦池的一些參數，按半年度分列並且加以比較。
圖 5. 2018 年的 5 大礦池（以算力體量衡量，按半年度分列）
這些礦池的共同點是轉款地址數量的大幅減少，最明顯的是 f2Pool。
圖 6. Ethermine 在下半年度轉出地址的數量
以 Ethermine（數據顯示為當今最大的礦池）為例，上表顯示了每日支付筆數在穩定下降。圖像上出現的峰值乃是 Ethermine 所轉地址數量的規律性上升——每週一次，轉出交易的數量會增加 20%~25%。不過，在整個時間段（六月至十一月）內，Ethermine 平均每天對每個地址要轉出 0.15~0.16 個 ETH。
圖 7. Ethstats 上 Ethermine 賬戶的詳情截圖——轉出交易和輸入交易的數量
礦池是不是在挖空塊？
另一個凸顯挖礦生態變化的指標是近來空塊數量的上升。關於為什麼礦工會主動使用這種策略，這背後有一些不同的解釋，對應著不同的後果。
圖 8. 過去 6 個月中空塊的數量
挖空塊更賺錢嗎？統計上來看確實如此。
從礦工的角度來看，一段時間內的平均總收益由三個部分組成：區塊獎勵（約佔 89%）、手續費（2%）還有偶爾的叔塊獎勵（約佔 9%）。
叔塊是以太坊中引進的，比特幣裡面並沒有叔塊的概念。在比特幣協議中，最長的鏈被認為是絕對的正確。如果一個塊不是最長鏈的一部分，那麼它被稱為是“孤塊”。在比特幣中，孤塊沒有意義，隨後將被拋棄，發現這個孤塊的礦工也拿不到採礦相關的獎勵。但以太坊的GHOST協議，不認為孤塊沒有價值，而是會給予發現孤塊的礦工以回報。在以太坊中，孤塊被稱為“叔塊”(uncle block)，它們可以為主鏈的安全作出貢獻。
要計算礦工每挖出一個塊的平均收益，最好的指標莫過於區塊獎勵和叔塊獎勵的平均值（包括相應的手續費平均值）——然後按礦工相應的叔塊率加權（因為不同礦工的叔塊率是不一樣的，本例採用全網的平均值）。
結果是 3.03 ETH —— 按2018 年 12 月 11日的 ETH 美元價格，約等於 275 美元。這就是單塊收益平均值。同時，我們對比了區塊的平均出塊時間，發現包含較少交易的區塊，平均出塊時間也會更短。那些只包含不到 10 筆交易的區塊，平均出塊時間只需 9.8 秒，而自六月以來，所有區塊（從 5710964 號塊到 6710964 號塊）的平均出塊時間是 14.5 秒。
與此同時，這段時間挖出了 11741 個空塊，平均用時是 13.2 秒。此外，由於出塊時間較短，空塊被視為叔塊的概率較低，更有可能可以利用時間優勢成為主鏈。
因此，挖空塊而不是正常區塊可以讓礦工獲得更高的利潤率（即“單位時間內得到的獎勵”會更高）。誰在挖空塊？
湊得更近一些，我們注意到在過去 6 個月內，有 103 個出塊地址挖出了 11741 個空塊，主要有以下幾個地址挖出了空塊：
圖 9. 過去 6 個月中挖出空塊的地址
前五大地址分別是：
F2pool_2 (1st — 0x829bd824b016326a401d083b33d092293333a830),
Etherdig (2nd — 0x8d35067233605bef6069191ae0922d134ff80d48),
Ethermine(3rd — 0xea674fdde714fd979de3edf0f56aa9716b898ec8),
Dwarfpool (4th — 0x2a65aca4d5fc5b5c859090a6c34d164135398226)
Nanopool (5th — 0x52bc44d5378309ee2abf1539bf71de1b7d7be3b5)
不出你我所料，五個地址中的三個（F2Pool_2、Ethermine 以及 Nanopool）都位列前五大礦池。在下表中你可以看到，F2Pool_2 最近的空塊率上升尤其明顯。正如我們上文總結五大礦池的圖表所示，F2Pool 也是其中 2018 年下半年表現最差的礦池。
圖 10. 前 5 大礦池的空塊率變化（總空塊率與過去 3 個月的空塊率對比）
再想深一層，空塊增多會直接反映在區塊 Gas 平均使用量的下降上，那麼可以把 F2Pool_2 所挖區塊的平均 Gas 使用量和 ETH 的美元價格表對照起來看。
圖 11. 2018 年 F2Pool_2 所挖區塊的平均 Gas 使用率
上圖中引人注目的是 F2Pool_2 交易打包策略的幾次劇變：分別在三月底、六月底、七月和十一月。現在，我們來對照一下 ETH 的美元價格走勢。
圖 12. 2018 年 ETH 的美元價格走勢圖
最大的幾次下跌趨勢正好符合上圖的幾次劇烈波動：三月、七月和十一月出現價格跳水——所以很明顯，F2Pool_2 選用的交易打包策略具有很高的價格敏感性。
不過，位列空塊打包榜第二名的 Etherdig 不是根據價格的變動來使用這種策略的——打包空塊根本就是他們的主打策略。在 2018 年，他們的空塊率高達 86%（F2Pool_2 也只有 5.5%）。然而，作為前五大礦池的“楷模”—— SparkPool ——基本不挖空塊，完全不像個礦業大佬。
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