比特幣礦機的王朝更替：通過nonce分布圖來追蹤S9和S17礦工_ONC:Reflexer Ungovernance Token

隨著比特幣即將迎來下一次產量減半，其網絡正在經歷多個過渡過程。除了獎勵調整導致挖礦經濟發生重大變化之外，比特大陸的AntminerS17礦機也在取代長期存在的S9系列礦機，并成為網絡主導挖礦硬件。

據悉，比特大陸是在2016年發布的AntminerS9，此后其迅速成為市場上最受歡迎的SHA-256礦機，而經過幾年的發展，S9依舊在市場上占據了很大一部分比例。

由于缺乏有關各個礦工使用的挖礦硬件類型的公開數據，因此很難衡量這種過渡的發生速度。不過，有一個信號源確實揭示了挖礦硬件的變化趨勢：網絡的nonce隨機數分布。這些任意數字的排列方式，暗示了多年來挖礦硬件的使用情況如何發生了變化。

在關于網絡狀態的上一期報告中，我們研究了如何使用隨機數分布模式來發現ASIC的興起。而在本期報告中，我們將進一步探討比特幣nonce隨機數分布的特殊性，以及該分布條紋背后的來源，以調查挖礦硬件的最新變化。然后，我們將按礦池細分這些數據，從而可以更深入地了解特定礦池所使用的硬件。

通過金色彈珠了解比特幣挖礦的過程

挖礦是比特幣安全模型的關鍵部分，可以說它是對以往數字貨幣創建嘗試的最重要改進。盡管挖礦的含義相當復雜，但其背后的概念卻相對易于理解。

從礦工的角度來看，挖取一個區塊類似于反復從袋子中選擇彈珠，而不進行替換。要知道的是，袋子中彈珠的數量非常龐大，其中藍色彈珠的比例非常之大，而金色彈珠的比例卻很小。而礦工從袋子中取出金色彈珠時，就會收到一筆獎勵。

用更技術的術語來進行解釋：比特幣礦工們競相尋找的是一個金色的隨機數，該隨機數被添加到提議的區塊頭后，會被哈希至網絡難度參數確定的某個特定值以下。礦工通過猜測值，并檢查結果哈希值是否低于某個閾值來搜索這個只能使用一次的nonce或任意數字。第一個為有效區塊找到該值，并將其廣播到網絡的礦工，有權選擇和排序區塊中的交易，這是最終使這些交易有效的必要步驟。

Morgan Creek Digital聯合創始人：今天正在買入比特幣:金色財經報道，Morgan Creek Digital聯合創始人Jason A. Williams發推文稱，今天正在買入比特幣，并表示強烈興奮。[2020/3/13]

作為回報，礦工可以獲得一筆區塊獎勵，并從區塊中包含的任何交易中收取手續費用，這兩者都是通過特殊的coinbase交易獲得的。假設SHA-256哈希函數的屬性保持不變，則任何給定區塊的金色nonce的分布都是隨機的，除非通過蠻力計算，否則無法找到金色隨機數。

由于對coinbase交易的引用包含在區塊頭中，因此每個挖礦實體都從不同的分布中進行采樣。換句話說，每個實體都是從不同的袋子中取出彈珠，而袋子中裝有相同數量的彈珠，并且期望藍色和金色彈珠的比例是相同的。

而金色彈珠的比例，是由網絡難度參數決定的，并在相關時期內固定。如今，由于較高的區塊難度及隨機方差，對于特定的區塊頭，通常沒有金色的nonce隨機數。換句話說，有些袋子當中，是沒有金色彈珠的。

而耗盡擬議區塊隨機數空間的礦工，通常會增加區塊的時間戳，以生成一組新的隨機數。也就是說，當礦工取完彈珠后，他們會抓起一個新的裝滿彈珠的袋子。如果時間戳已到了進一步調整使其無效的地步，礦工必須調整該區塊中包含的交易集。類似地，如果一名礦工在房間里的袋子用完了，他們需要從另一個房間里多搶一些，而這是時間密集型的。

為了增加在固定時間內找到金色彈珠的概率，礦工們可以將他們的計算并行化，這類似于一次抓一把彈珠，而不是每次抓一顆。通過使用適合該任務的硬件，就可以并行查找nonce隨機數。而ASIC的并行化效率，要比任何其它方法都要高。

而在另一種形式的并行化計算中，幾個礦工協調他們的nonce發現，并同意分割任何挖礦回報，而以這種方式行事的礦工群體，被稱為礦池，而其運營商通常會收取一定的費用，個體礦工會接受該費用，以降低其收入的波動性。

動態 | 比特幣全網實時算力為64.08 EH/s:據Tokenview數據顯示，截至今日十點，比特幣全網實時算力為64.08 EH/s，較昨日下降10.92%；以太坊全網算力為177.84 TH/s，較昨日上漲2.41%；萊特幣全網算力為497.52 TH/s，較昨日上漲14.34%。當前比特幣全網待確認交易筆數2506筆，交易費中位數0.847美元。[2019/7/22]

比特幣的Nonce隨機數分布

比特幣的難度參數是每兩周調整一次，如此，如果網絡上執行的計算量保持不變，平均每10分鐘就會產生一個新區塊。此功能可確保，即使算力可能發生較大的變化，網絡也將繼續運行。在一個以并行計算礦工為主導的充分競爭的挖礦市場中，我們可以預期，隨著時間的流逝，金色nonce隨機數的分布圖，看起來應該像是均勻分布的。但令人驚訝的是，事實并非如此。

圖左側附近的非隨機分布，可歸因于通過從0開始的迭代測試值進行挖礦。如果一個礦工是通過CPU，并且是作為個人而沒有進行并行化挖礦，因此其不可能與池中的其他成員發生沖突，那么該策略與其他策略一樣有效，因為每個新區塊的nonce分布是獨立的。而這種模式的消失，與GPU礦工的引入相吻合，因為GPU礦工使計算實現了并行化。

在圖的右側附近，有一個條紋狀的區域，其中的nonce隨機數很少。據我們所知，這種異常首先是由Twitter用戶@100TrillionUSD在2019年1月發現的。下面對該區域進行了標記。

動態 | Reddit網友稱比特幣挖礦將于2030年停止，遭加密社區懷疑:據u.today報道，Reddit網友Illsellyoullbuy近期發帖稱，他/她的一個專注于區塊鏈的計算機工程師朋友聲稱，由于持續的獎勵減半和高昂的電費，11年后（2030年）比特幣挖礦將由于成本過高而停止。礦工們將不得不放棄挖礦，而沒了礦工，新的比特幣將無法被挖掘。此帖在論壇引發了熱烈討論，加密社區對此觀點持懷疑態度。有人提出，新技術不斷發展，將會為越來越多的人提供可再生能源，未來的電價必然會下降。[2019/7/12]

此后不久，BitMEX的研究論文探討了這種奇怪的模式，其推測稱這種異常是由于有爭議的挖礦優化技術AsicBoost造成的。

AsicBoost有兩種變體：1、隱性AsicBoost，2、公開的AsicBoost。BitMEX研究團隊討論了這兩種變體，但對隱性AsicBoost的效果特別感興趣，隨著2017年8月隔離見證的激活，非空區塊幾乎無法使用隱性AsicBoost。當然，研究人員也無法證實他們的猜測。

在2019年10月的第23期報告中，我們深入研究了比特幣的nonce隨機數分布，并指出了條紋圖案。從那時起，條紋圖案逐漸消失，最近開采的區塊隨機數似乎更加隨機地分布。

然而，隨機數分布中的異常，似乎與AsicBoost沒有直接關系。隱性AsicBoost在2017年已變得不可用，并且首個支持公開AsicBoost的固件更新是在2018年10月發布的，但這兩個日期之間的nonce分布條紋是清晰可見的。此外，雖然公開AsicBoost的使用率仍然很高，但無論是否存在明顯的AsicBoost，在新產出的區塊中，這種異常模式都不再可見。

分析 | 調查顯示：47%的加密貨幣交易員持有的山寨幣高于比特幣:加密貨幣分析師DonAlt在Twitter進行的一項最新調查顯示，超過一半的加密貨幣交易員似乎把大部分投資組合都放在了山寨幣上，而不是比特幣。調查問了一個簡單的問題:“你的投資組合中有多少是山寨幣?”結果顯示，47%的加密貨幣交易員持有的山寨幣價值在60-100%之間。[2019/4/10]

而另一種可能則是，nonce隨機數分布中的模式，或許是由比特大陸的AntminerS7和S9礦工家族對nonce隨機數采樣的方式引起的。此圖像可能是由優化帶來的副作用引起，并且最終對礦工和網絡而言均是無害的。

當觀察網絡上的所有nonce隨機數值時，條紋圖案首先在2015年末變得清晰，這與當年比特大陸在8月下旬發布S7并在9月下旬完成訂單的時間一致。

AntminerS9是于2016年5月下旬發布，第一批購買者于當年6月中旬收到訂單。不久之后，隨著S9取代S7成為當時比特幣網絡的主導礦機，條紋變得越來越狹窄。

而該模式最近的崩潰，與從S9過渡到AntminerS17相吻合。盡管S17是于2019年4月發布的，但由于挖礦經濟的原因，直到最近，礦工們仍在使用著S9。

匯總分析

通過對每個區塊的礦工數據集進行分層，我們可以更細粒度地查看nonce分布。

我們知道，區塊的礦工通常是通過區塊的coinbase數據字段中的標記來標識的，而這些標識是自愿提供的，有可能存在偽造的情況，礦工不需要留下信息，其可以選擇留下另一個礦池的標簽來代替其自己的。因此，在某些情況下，這些誤導行為甚至存在著激勵，因此我們應認識到這種方法的缺點。然而，這項技術目前已成為了行業標準，雖然很多礦工選擇不留下識別碼，但我們并不認為大規模偽造正在發生。

動態 | Bakkt比特幣期貨推遲至明年1月24日:據coindesk消息，ICE（美國洲際交易所）在一份新通知中表示，將于明年1月24日列出旗下Bakkt平臺的比特幣（USD）每日期貨合約。 原定的預計發布日期是12月12日。與之前一樣，1月24日是否為最終發布日期“須經監管機構批準”。[2018/11/21]

一旦我們按礦工對區塊進行了分類，就可以將這些信息合并到我們的比特幣nonce隨機數分布圖中。

我們還可以查看各個礦池的nonce隨機數分布。即使在這種情況下，異常模式仍然是可見的。請看下面的圖表，其中顯示了由Antpool和BTC.com，以及ViaBTC開采的區塊。

在比特大陸附屬礦池的nonce分布中，條紋模式要顯得更加清晰。這表明，在相關期間，這些礦池中S7和S9礦機的比例較高，鑒于礦池與這些礦機的制造商之間的關聯，這是符合預期的。

2015年，未知實體開采的區塊比例出現了大幅下降，這是區塊擴容戰爭帶來的結果，在此期間，很多此前匿名的礦工開始在鏈上表明自己的身份，以表示支持或反對區塊大小的增加。如今，通過哈希算力，我們可以識別出絕大多數的礦工。在未知礦工開采的區塊nonce隨機數中，條紋狀圖案隱約可見，它們的逐步消失也是如此。

結論

AntminerS9自2016年發布以來，一直是比特幣網絡上使用最多的一款礦機機型。盡管比特大陸在去年發布了S17，但S9在一段時間內仍保持經濟運行，但鑒于全網算力不斷提高，并且市場狀況不斷變化，該型號礦機正被逐步淘汰。

在礦工們從S9向S17過渡的同時，以前??是比特幣隨機數分布定義特征的條紋模式已經消失。這些神秘的條紋出現在一個看起來隨機的空間中，其來源一直是人們猜測的主題。而條紋可見性的時間點，證明了這樣一種理論，即這些線條是挖礦硬件帶來的產物，特別是之前的S9和S7。

Nonce數據允許我們僅通過公共信息，以一種本來不可能的方式來衡量這種轉變的規模和速度。通過利用S9在nonce采樣中留下的痕跡，我們可以估計網絡上這些礦工的比例。而按礦池對這些數據進行分離，提供了有關礦工作業效率的獨特信息，我們將在以后的報告中進行介紹。

網絡數據一周洞察

過去一周，比特幣挖礦業顯示出了健康的復蘇跡象，網絡算力大約增長了7.3%。效率低下的礦機可能已開始投降，并被效率更高的礦機所取代，這對于網絡的長期健康而言是有利的。有關礦工經濟學的更多信息以及近期難度降低的影響，請參閱網絡狀況第44期報告。

此外，BTC活躍地址數本周也顯示出復蘇的積極跡象，其數據增長了6.3％。相比之下，以太坊的活躍地址卻朝著相反的方向發展，其上周同比下降了13.4％。

網絡數據亮點

自3月12日比特幣市場經歷大暴跌以來，持有少量BTC的地址數量一直在增加。

在過去90天內，持有BTC總供應量十億分之一至億分之一之間的地址數，增加了大約6％。同樣，占總供應量的億分之一至千萬分之一之間的地址數，增加了大約4％。

從3月12日左右開始，兩者的增長率都顯著提高。隨著新用戶開始獲取相對少量的BTC，這可能表明采用率正在增長。

數據來自CoinMetrics

在我們的研究范圍內，交易所持有的ETH數量有所增加，相比之下，交易所持有的BTC數量卻有所減少。

其中，ETH數增加了大約5％，而BTC數則減少了大約3％，BTC的下降，主要是和BitMEX持有的供應量迅速減少有關。

下圖顯示了以下交易所持有的ETH和BTC總量的30天變化情況。

在我們研究的所有交易所中，Bitfinex的ETH供應增長最大。在過去的30天里，Bitfinex持有的ETH數量增加了約17％，而其它交易所的增長均未超過10%。

市場數據分析

過去一周，加密貨幣市場開始攀升，并開始彌補3月12日遭受的損失。我們先前的研究發現，3月12日的拋售是由短期持有者推動的，并受到BitMEX清算螺旋的影響。形成廣泛共識的是，這種拋售，反映了在傳統市場中看到的拋售，而Coinbase用戶活動的增加，表明散戶投資者的情緒似乎并未受到影響。

而關于比特幣屬于“風險資產”與“避險資產”的爭論，仍在繼續。一些市場參與者觀察到，在過去一個月里，比特幣的“避風港”敘述遭到了破壞，這對機構投資者進入該領域的意愿產生了負面影響。

而通過研究比特幣和黃金，可以提供一些證據，這表明這種敘述是存在一定道理的，而且可能比以往任何時候都要更強大。

根據數據顯示，在過去的30天，比特幣與黃金的相關性已達到了歷史高點。

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