第0章 引言
比特現金BCH社區天天吵架，多中心化的煩惱。現在又吵到了10分鐘一個區塊是否需要改變。爭吵的各方都是BCH的死忠粉，都為了BCH好。
本文討論BCH縮短區塊時間的優劣。
第1章 比特幣區塊間隔時間的設定
比特幣一開始設計就是將區塊生產間隔時間設定為平均10分鐘，並不是嚴格的10分鐘。10分鐘這個時間是一個統計上的平均值，設定原理是這樣的：
比特幣系統會每隔2016個塊檢查全網挖出前2016個塊的區塊平均間隔時間，即2016個塊的總時間除以2016。系統有一個“難度值”的設定。如果這個平均間隔時間大於10分鐘，則系統會將“難度值”調低，以希望下一個2016個塊的生產週期的區塊間隔時間儘量逼近10分鐘。如果這個平均間隔時間小於10分鐘，則系統會將“難度值”調高。
這麼設計直接影響比特幣的產出速率，比特幣總量設計為2100萬BTC。平均10分鐘產出一個塊，一個塊的區塊獎勵是50BTC，每挖出剩下的一半時，區塊獎勵就減少一半，約四年會發生一次減半，現在已經發生了2次，目前一個區塊獎勵是12.5BTC/BCH。這樣下去，大約到2140年會全部產出2100萬BTC/BCH。
比特現金BCH現在不是使用上述2016個區塊來調整難度，而是使用了另一個算法，叫DAA逐塊調查難度值，目的是在算力波動大的前提下，讓區塊平均出塊時間更趨進10分鐘。
幣的產出速率事關行業發展的時間窗口，這個是很重要的，但為什麼是10分鐘一個塊，這個其實很難計算其合理性。不過，這次BCH討論縮短區塊時間，並不影響剩下的幣的產出速率，所有參與討論的人在這個目標是一致的。縮短區塊的支持者也是要將區塊獎勵同比例下調，以保證幣產出時間不受影響。
萊特幣的區塊間隔時間是2.5分鐘。以太坊的區塊間隔時間是平均15秒，但以太坊產生了大量的孤塊，而且孤塊在系統中還是合法的，有區塊獎勵但不打包交易，浪費。BTS更短，但使用的共識機制是DPOS，EOS最短0.5秒。
下面我們分析區塊間隔時間具體對什麼有影響。
第2章 區塊間隔時間影響用戶體驗
比特幣是通過“確認數”來保證安全性，所謂的“確認數”就是認可你這筆交易的區塊數量，區塊是礦工挖出來的。安全性和確認數是呈正比的，我們一般認為比特幣（BTC和BCH）六個確認就是100%安全，以太坊36個確認就是100%安全。也就是比特幣是1小時就可以達到100%安全，以太坊是9分鐘。而實際情況是，比特幣1個確認的安全性已經在絕大多數場景達到了100%，比如你往絕大多數交易所充值就只需要1個確認。而以太坊12個確認就滿足了大多數場景的安全性。並且如果你是小額支付，在熟人圈的支付，零確認已經100%安全了。現實生活中絕大多數支付場景也是0確認就夠了。
但人總是希望越短時間越好，太長的確認時間用戶就不耐煩。這是支持縮短BCH區塊間隔時間的最大理由了。
使用BCH的不但有人，未來還會有大量的智能合約。BCH上的智能合約的運行會依賴於BCH鏈上的區塊數據。如果10分鐘一個區塊，那合約的合理設計就是執行時間要大於10分鐘。這對很多合約來說，是不合理的。
這個不是特別好理解，我舉個例子，合約A是一個賭資判罰合約，合約B是一個打賭合約，即B是判斷誰輸誰贏的合約。兩個人各將1BCH發給一個合約A打賭，打賭結果通過合約B調用合約A，合約B將打賭結果作為參數傳遞給合約A，讓合約A來執行賭資的歸屬。合約A的成立就必須在得到BCH區塊對這兩個人的交易的確認才能成立，但如果合約B的執行時間小於10分鐘呢，打賭的結果都出來了，但賭資的判罰卻要等10分鐘。這樣的用戶體驗並不好。
反對縮短的理由主要寄期望於零確認的安全性的推廣。還有另外一種技術，就是弱區塊，weak block，應該也能幫上忙。不過，這些都還有待程序員去寫代碼。
第3章 區塊間隔時間影響挖礦多中心化
挖礦是這樣的，系統會給出一個目標值，這是一個數，比如前面有18個零。挖礦就是找出一個小於這個目標值的隨機數，比如前面有19個零。找到了，就挖到了區塊。
這個隨機數是對礦池對最新高度的區塊鏈進行哈希得來的。礦池先構造一個最新的區塊，並且將這個區塊連並之前所有的區塊進行哈希，哈希一次就對比一次目標值，如果不小於目標值，就調整他構造的最新區塊中的一個叫Nounce值的隨機數，再哈希。
顯然一臺礦機來哈希，你要試出滿足目標值的Nounce值，那真是要慢死了。但礦池可以將不同的Nounce劃分給不同的礦機來試。比如礦池一共有1000臺礦機，將0到1000，給第1臺試；10001到2000給第2臺試……
這樣的結局就是目標值前置的零越多，為了在相同的時間裡挖到區塊，需要的礦機數量就越多。而如果有一個礦池長時間挖不到塊，比如一年才挖到一個塊，那就容易倒閉。這樣的結局就是，隨著目標值前置的零越來越多，小礦池就越不容易生存，挖礦就趨向於中心化。也就是全網算力越多，挖礦將越趨向於中心化。
縮短區塊間隔時間，是有利於緩解隨著算力的增長帶來的挖礦中心化傾向。因為縮短區塊間隔時間，意味著生產一個區塊的目標值的前置零數下降，小礦池挖到一個塊的時間週期就會更短，這樣有利於小礦池的生存。
但是這只是一種推理，事實上能否帶來更多中心化是不知道的。而且無法使用實驗來驗證，這是這個推理無法得到廣泛認可的一個很重要的原因。
而且這種縮短時間只是一種權宜之計，如果縮短5倍時間，但算力漲上5倍之後，縮短區塊時間帶來的多中心化效應就消失了。
為了這一點可能的多中心化的，而改變區塊時間，應該是不合理的。
第4章 區塊間隔時間影響孤塊率
如果同一時間，有兩個礦池都挖出了一個塊，那必然會有一個孤塊。也因此，礦池之間需要建立比一般的P2P網絡更緊密的聯繫，以及時發現別的礦池是否挖到了區塊，從而更及時更新自己的挖礦高度，以避免浪費挖礦時間。
孤塊率和網絡硬件基礎設計相關，越快的網絡，就越能更快地發現同行是否挖到塊，從而降低孤塊率。而越大的區塊，傳播時間越長，就越容易造成同行發現時間更長，就會增加孤塊率。
在完全相同的硬件基礎設施下，以及相同區塊大小下，區塊間隔時間縮短了，會提高孤塊產生的概率。區塊總量多了嘛。大家發現最新高度的時間也縮短了。
而越長的區塊間隔時間，在追求相同的孤塊率下，可以支撐更大的區塊。假設礦池追求孤塊率達到0.1%，即1000個塊有一個孤塊。如果區塊間隔時間是10分鐘，全網可以傳播最大區塊可達到1G區塊，而時間下降幾倍，意味著最大區塊尺寸就得下降。
這就是奧本聰說的區塊間隔時間影響可擴展性的關鍵理由。
但10分鐘是否是最合理的設計，也就是說有沒有可能8分鐘，5分鐘……也能是相同概率的孤塊率。這個問題其實是可以測試的。
直接在全球部署1000個節點，然後相互廣播1G的區塊，設置不同的區塊生產時間，就可以直接測試出網絡延遲造成的不同的孤塊率。但目前沒有團隊去做這樣的測試，只要拿出可靠的測試結果，才更有說服力。
以太坊的區塊間隔時間是15秒，這個太快了。以致於以太坊的孤塊率非常高，以太坊稱為叔塊，這些叔塊在以太坊協議中是合法的，但卻不打包交易，卻需要支付給礦工獎勵。
孤塊應該儘可能降低，否則就不叫區塊鏈了，應該叫區塊樹。
第5章 區塊間隔時間影響51%攻擊能力
在各種條件都相同的情況下，越長的區塊時間，生產一個區塊的成本就越高。那越短的區塊時間，就顯然降低了51%攻擊的成本。
現在假設10分鐘，對陣2分鐘，所有其他條件都一樣。全網有一個持有51%算力的壞蛋礦工，準備51%雙花一筆交易。
這個壞礦工先花出去一筆交易，在得到一個確認後，開始發起51%攻擊。因為持有51%算力，那他拼命算，假設算到3個塊，就超過了其他算力成為最長鏈。那10分鐘的區塊間隔就需要40分鐘的雙花時間，而2分鐘，則只要6分鐘。這樣的攻擊成本完全是兩個維度的。
但10分鐘的安全是不是安全係數過高呢？51%攻擊的安全隱患是不是被誇張了呢？畢竟萊特幣2.5分鐘也沒啥問題，各種幣都越來越短的區塊時間，其實都挺安全的。
這又需要一大票計算，而且還無法做測試，麻煩。
第6章 區塊間隔時間影響SPV錢包的使用
比特幣是有SPV驗證的，SPV錢包一般是會裝在手機上，只保存所有的區塊頭。現在區塊頭是80字節，一天144個區塊，一年會產生144*365*80/1024=4.1M的區塊頭數據。 現在是10年了，現在SPV錢包要下載41M的區塊頭數據了。
如果縮短區塊時間，意味著區塊數量大大增加，也意味著區塊頭數據大大增加。比如縮小到2分鐘，則一年會新增區塊頭數據5倍，即一年將產生 4.1*5=20.5 M的區塊頭數據，10年就是205M。這樣會導致SPV錢包比較難用。
這是一個可量化的數據，我們的手機4G網絡包月是1G已經普及了，但還是很貴的，手機內存對付幾百M的數據，我覺得問題不大，但網絡流量吃緊。
第7章 結論
我是個保守主義者，我個人的態度是，目前不支持縮小區塊間隔時間。在沒有更充分的安全性驗證之前，不宜作更改。
不過我的認證都是在邏輯上的，並不是建立在實驗和數學上的，我們需要更多的實驗測試和數學證明。
第8章 結束語
如果你喜歡多中心化，就加入比特現金社區吧，BCH粉天天吵架。
第0章 引言
比特現金BCH社區天天吵架，多中心化的煩惱。現在又吵到了10分鐘一個區塊是否需要改變。爭吵的各方都是BCH的死忠粉，都為了BCH好。
本文討論BCH縮短區塊時間的優劣。
第1章 比特幣區塊間隔時間的設定
比特幣一開始設計就是將區塊生產間隔時間設定為平均10分鐘，並不是嚴格的10分鐘。10分鐘這個時間是一個統計上的平均值，設定原理是這樣的：
比特幣系統會每隔2016個塊檢查全網挖出前2016個塊的區塊平均間隔時間，即2016個塊的總時間除以2016。系統有一個“難度值”的設定。如果這個平均間隔時間大於10分鐘，則系統會將“難度值”調低，以希望下一個2016個塊的生產週期的區塊間隔時間儘量逼近10分鐘。如果這個平均間隔時間小於10分鐘，則系統會將“難度值”調高。
這麼設計直接影響比特幣的產出速率，比特幣總量設計為2100萬BTC。平均10分鐘產出一個塊，一個塊的區塊獎勵是50BTC，每挖出剩下的一半時，區塊獎勵就減少一半，約四年會發生一次減半，現在已經發生了2次，目前一個區塊獎勵是12.5BTC/BCH。這樣下去，大約到2140年會全部產出2100萬BTC/BCH。
比特現金BCH現在不是使用上述2016個區塊來調整難度，而是使用了另一個算法，叫DAA逐塊調查難度值，目的是在算力波動大的前提下，讓區塊平均出塊時間更趨進10分鐘。
幣的產出速率事關行業發展的時間窗口，這個是很重要的，但為什麼是10分鐘一個塊，這個其實很難計算其合理性。不過，這次BCH討論縮短區塊時間，並不影響剩下的幣的產出速率，所有參與討論的人在這個目標是一致的。縮短區塊的支持者也是要將區塊獎勵同比例下調，以保證幣產出時間不受影響。
萊特幣的區塊間隔時間是2.5分鐘。以太坊的區塊間隔時間是平均15秒，但以太坊產生了大量的孤塊，而且孤塊在系統中還是合法的，有區塊獎勵但不打包交易，浪費。BTS更短，但使用的共識機制是DPOS，EOS最短0.5秒。
下面我們分析區塊間隔時間具體對什麼有影響。
第2章 區塊間隔時間影響用戶體驗
比特幣是通過“確認數”來保證安全性，所謂的“確認數”就是認可你這筆交易的區塊數量，區塊是礦工挖出來的。安全性和確認數是呈正比的，我們一般認為比特幣（BTC和BCH）六個確認就是100%安全，以太坊36個確認就是100%安全。也就是比特幣是1小時就可以達到100%安全，以太坊是9分鐘。而實際情況是，比特幣1個確認的安全性已經在絕大多數場景達到了100%，比如你往絕大多數交易所充值就只需要1個確認。而以太坊12個確認就滿足了大多數場景的安全性。並且如果你是小額支付，在熟人圈的支付，零確認已經100%安全了。現實生活中絕大多數支付場景也是0確認就夠了。
但人總是希望越短時間越好，太長的確認時間用戶就不耐煩。這是支持縮短BCH區塊間隔時間的最大理由了。
使用BCH的不但有人，未來還會有大量的智能合約。BCH上的智能合約的運行會依賴於BCH鏈上的區塊數據。如果10分鐘一個區塊，那合約的合理設計就是執行時間要大於10分鐘。這對很多合約來說，是不合理的。
這個不是特別好理解，我舉個例子，合約A是一個賭資判罰合約，合約B是一個打賭合約，即B是判斷誰輸誰贏的合約。兩個人各將1BCH發給一個合約A打賭，打賭結果通過合約B調用合約A，合約B將打賭結果作為參數傳遞給合約A，讓合約A來執行賭資的歸屬。合約A的成立就必須在得到BCH區塊對這兩個人的交易的確認才能成立，但如果合約B的執行時間小於10分鐘呢，打賭的結果都出來了，但賭資的判罰卻要等10分鐘。這樣的用戶體驗並不好。
反對縮短的理由主要寄期望於零確認的安全性的推廣。還有另外一種技術，就是弱區塊，weak block，應該也能幫上忙。不過，這些都還有待程序員去寫代碼。
第3章 區塊間隔時間影響挖礦多中心化
挖礦是這樣的，系統會給出一個目標值，這是一個數，比如前面有18個零。挖礦就是找出一個小於這個目標值的隨機數，比如前面有19個零。找到了，就挖到了區塊。
這個隨機數是對礦池對最新高度的區塊鏈進行哈希得來的。礦池先構造一個最新的區塊，並且將這個區塊連並之前所有的區塊進行哈希，哈希一次就對比一次目標值，如果不小於目標值，就調整他構造的最新區塊中的一個叫Nounce值的隨機數，再哈希。
顯然一臺礦機來哈希，你要試出滿足目標值的Nounce值，那真是要慢死了。但礦池可以將不同的Nounce劃分給不同的礦機來試。比如礦池一共有1000臺礦機，將0到1000，給第1臺試；10001到2000給第2臺試……
這樣的結局就是目標值前置的零越多，為了在相同的時間裡挖到區塊，需要的礦機數量就越多。而如果有一個礦池長時間挖不到塊，比如一年才挖到一個塊，那就容易倒閉。這樣的結局就是，隨著目標值前置的零越來越多，小礦池就越不容易生存，挖礦就趨向於中心化。也就是全網算力越多，挖礦將越趨向於中心化。
縮短區塊間隔時間，是有利於緩解隨著算力的增長帶來的挖礦中心化傾向。因為縮短區塊間隔時間，意味著生產一個區塊的目標值的前置零數下降，小礦池挖到一個塊的時間週期就會更短，這樣有利於小礦池的生存。
但是這只是一種推理，事實上能否帶來更多中心化是不知道的。而且無法使用實驗來驗證，這是這個推理無法得到廣泛認可的一個很重要的原因。
而且這種縮短時間只是一種權宜之計，如果縮短5倍時間，但算力漲上5倍之後，縮短區塊時間帶來的多中心化效應就消失了。
為了這一點可能的多中心化的，而改變區塊時間，應該是不合理的。
第4章 區塊間隔時間影響孤塊率
如果同一時間，有兩個礦池都挖出了一個塊，那必然會有一個孤塊。也因此，礦池之間需要建立比一般的P2P網絡更緊密的聯繫，以及時發現別的礦池是否挖到了區塊，從而更及時更新自己的挖礦高度，以避免浪費挖礦時間。
孤塊率和網絡硬件基礎設計相關，越快的網絡，就越能更快地發現同行是否挖到塊，從而降低孤塊率。而越大的區塊，傳播時間越長，就越容易造成同行發現時間更長，就會增加孤塊率。
在完全相同的硬件基礎設施下，以及相同區塊大小下，區塊間隔時間縮短了，會提高孤塊產生的概率。區塊總量多了嘛。大家發現最新高度的時間也縮短了。
而越長的區塊間隔時間，在追求相同的孤塊率下，可以支撐更大的區塊。假設礦池追求孤塊率達到0.1%，即1000個塊有一個孤塊。如果區塊間隔時間是10分鐘，全網可以傳播最大區塊可達到1G區塊，而時間下降幾倍，意味著最大區塊尺寸就得下降。
這就是奧本聰說的區塊間隔時間影響可擴展性的關鍵理由。
但10分鐘是否是最合理的設計，也就是說有沒有可能8分鐘，5分鐘……也能是相同概率的孤塊率。這個問題其實是可以測試的。
直接在全球部署1000個節點，然後相互廣播1G的區塊，設置不同的區塊生產時間，就可以直接測試出網絡延遲造成的不同的孤塊率。但目前沒有團隊去做這樣的測試，只要拿出可靠的測試結果，才更有說服力。
以太坊的區塊間隔時間是15秒，這個太快了。以致於以太坊的孤塊率非常高，以太坊稱為叔塊，這些叔塊在以太坊協議中是合法的，但卻不打包交易，卻需要支付給礦工獎勵。
孤塊應該儘可能降低，否則就不叫區塊鏈了，應該叫區塊樹。
第5章 區塊間隔時間影響51%攻擊能力
在各種條件都相同的情況下，越長的區塊時間，生產一個區塊的成本就越高。那越短的區塊時間，就顯然降低了51%攻擊的成本。
現在假設10分鐘，對陣2分鐘，所有其他條件都一樣。全網有一個持有51%算力的壞蛋礦工，準備51%雙花一筆交易。
這個壞礦工先花出去一筆交易，在得到一個確認後，開始發起51%攻擊。因為持有51%算力，那他拼命算，假設算到3個塊，就超過了其他算力成為最長鏈。那10分鐘的區塊間隔就需要40分鐘的雙花時間，而2分鐘，則只要6分鐘。這樣的攻擊成本完全是兩個維度的。
但10分鐘的安全是不是安全係數過高呢？51%攻擊的安全隱患是不是被誇張了呢？畢竟萊特幣2.5分鐘也沒啥問題，各種幣都越來越短的區塊時間，其實都挺安全的。
這又需要一大票計算，而且還無法做測試，麻煩。
第6章 區塊間隔時間影響SPV錢包的使用
比特幣是有SPV驗證的，SPV錢包一般是會裝在手機上，只保存所有的區塊頭。現在區塊頭是80字節，一天144個區塊，一年會產生144*365*80/1024=4.1M的區塊頭數據。 現在是10年了，現在SPV錢包要下載41M的區塊頭數據了。
如果縮短區塊時間，意味著區塊數量大大增加，也意味著區塊頭數據大大增加。比如縮小到2分鐘，則一年會新增區塊頭數據5倍，即一年將產生 4.1*5=20.5 M的區塊頭數據，10年就是205M。這樣會導致SPV錢包比較難用。
這是一個可量化的數據，我們的手機4G網絡包月是1G已經普及了，但還是很貴的，手機內存對付幾百M的數據，我覺得問題不大，但網絡流量吃緊。
第7章 結論
我是個保守主義者，我個人的態度是，目前不支持縮小區塊間隔時間。在沒有更充分的安全性驗證之前，不宜作更改。
不過我的認證都是在邏輯上的，並不是建立在實驗和數學上的，我們需要更多的實驗測試和數學證明。
第8章 結束語
如果你喜歡多中心化，就加入比特現金社區吧，BCH粉天天吵架。
