以太坊系统为什么要设置难度炸弹

3月初以太坊的君士坦丁堡升级，其中包含了一条，将难度炸弹（Difficulty Bomb）往后推迟12个月的改进协议。有读者给白话区块链留言说，这句话每个字都认识，但就是没看懂这句话是什么意思。那我们今天就来简单介绍下难度炸弹吧。

什么是难度炸弹？

比特币的挖矿难度调整和算力变化相关，如果在一个难度调整周期内，平均出块时间超过10分钟，那么挖矿难度下调，反之，挖矿难度上调。

相比之下，以太坊难度调整算法更复杂。以太坊难度调整算法分为两部分：一部分与比特币相似，根据算力变化对出块时间的影响，调整挖矿难度；另一部分就是我们今天要介绍的难度炸弹。

难度炸弹对挖矿难度影响是一个渐变的过程，与区块编号（即区块高度）相关。区块高度越高，难度炸弹对挖矿难度的增大越明显。刚开始时，受难度炸弹的影响，挖矿难度增加并不显著，但是随着时间的推移，难度炸弹的威力会逐步显现出来，挖矿难度几乎随区块高度增加呈指数增长，直至最后几乎挖不出区块，进入挖矿的”冰川时代”（Ice Age）。

为什么要设置难度炸弹

白话区块链之前介绍过以太坊发展分为四个阶段，在前三个阶段采用的是PoW共识机制，到了第四个阶段，也就是宁静阶段，以太坊将切换成PoS共识机制。

一旦转换成PoS共识机制，以太坊出块就不用挖矿了，矿机就报废了，那些投入了大量资金参与挖矿的矿工将面临损失。如果以太坊的共识机制直接从PoW换成PoS，势必将引起矿工的共同抵制，造成社区分裂，以太坊也将难逃被分裂成两条链的命运。

正是为了避免这种情况的发生，以太坊在挖矿难度调整算法中，加入了难度炸弹这个因子。正如前文所说的，难度炸弹对挖矿难度的增加是一个渐变的过程，对于投入设备挖矿的矿工就像是温水煮青蛙的过程，这将有助于以太坊从PoW更顺利过渡到PoS。

难度炸弹的延期

以太坊难度炸弹做过两次延期调整，这两次调整分别发生在以太坊第三阶段的拜占庭和君士坦丁堡升级。以太坊的难度炸弹为什么要延期呢？

以太坊要从PoW转换成PoS，有很多问题需要解决。当这些问题解决之后，以太坊的才能切换到PoS共识机制。

以太坊团队设想当难度炸弹的威力显现出来时，也正好是以太坊需要从PoW转换为PoS的时候。因为难度炸弹的作用，导致矿工也很难挖出区块，而且随着区块高度的增加，挖矿难度呈指数增长，所以矿工也只能”被迫”同意转入PoS机制了。

但实际情况远没有当初设想的那么顺利，造成了以太坊转入PoS的时间点一再推迟，此时难度炸弹威力已经发挥出来了，矿工们还只能在PoW共识机制下继续挖矿。这导致以太坊出块时间持续延长，如果不采取措施的话，出块时间将变得越来越长，所以在以太坊第三阶段的两个升级过程中，对难度炸弹效果做了延期处理，给PoS上线争取了一些时间。