编者按：本文来自金色财经，Odaily星球日报经授权转载。BTC区块时间戳历史分布情况究竟有多符合预期？本周，我收到了一些消息提醒，这些提醒都是关于一个时不时会出现的问题：“BTC区块链两个小时都不能挖到一个块的情况多久会出现一次呢？昨晚，我偶然发现了在区块670637和638之间出现了这个状况。”
这让我陷入了思考，我不禁想到在过去12年中，BTC区块时间戳历史分布情况究竟有多符合预期？我之前也对BTC时间戳机制进行过讨论，有充分理由认为BTC的安全性很高，其时间戳背后的博弈论机制也非常完美。
BTC突破23000美元关口 日内跌幅为0.4%:火币全球站数据显示，BTC短线上涨，突破23000美元关口，现报23009.22美元，日内跌幅达到0.4%，行情波动较大，请做好风险控制。[2020/12/22 16:02:25]
幸运的是，你如果有一个节点的话，就能很轻松地循环访问所有BTC区块头，查看它们的时间戳。为此，我写了个脚本，我的笔记本电脑只用了5分钟就查看了所有的时间戳。请注意，为了方便测量数据，BTC区块链中第100个区块之前都被我排除了，因为BTC诞生之初，矿工数量很少，发生了一些很特殊的状况。结果表明，有190个区块在前一个区块出块后106分钟才被挖出，占迄今挖出的67万个区块中的0.0028%，非常接近0.0025%的预期值！这个结果很容易通过计算得出，但只能代表某个特定时间段内出块时间的差值分布情况。深层次分析
如果要对这个问题进行深入思考，FelixWeiss已经解决了这个问题，他提供了一种方法，能够确定在前一个区块挖出后的特定时间段内应该挖出的区块数量。
观点：即使以百倍价格，比特币最高主义者亦不会卖出BTC:放射学家、个人比特币矿工Brian Goss博士在推特上表示，比特币社区的许多“toxic（有）”参与者不会出售他们的财富，即使是以“100倍”的价格（截至发稿时约为87万美元）。他指出，所有这些以美元计算的收益都是伪钞。因此，用比特币去交换美元无论如何都是没有意义的。认同这种BTC最高主义的“有人群”有很多，一般人根本意识不到这个社区有多大。
对此，Blockstream联合创始人和首席执行官Adam Back用一个著名的模因，即黑客帝国里的“what-if-I-told-you”来支持这一说法。（U.Today）[2020/5/12]
这个数量能够通过计算指数分布的累积分布函数得出。但就出块时间的差值而言，怎样才能其整个历史分布状况与预期分布进行对比呢？为了解决这个问题，我们需要利用指数分布的概率密度函数，这个函数可以通过f(x;λ)=λe^-(λx)进行建模。针对出块时间问题，x等于上个区块出块后的某个时间点，λ作为率参数，等于1/600，概率密度函数用线性方式表示如下图：
BTC在15分钟内跌幅超过1.00%:据火币全球站数据显示，BTC/USDT在15分钟内出现剧烈波动，跌超1.00%，达到-1.06%。当前报价为 5271.00 美元，行情波动较大，请注意风险控制。[2020/3/15]
我在写这篇文章的同时也绘制出了670000区块之后所有区块的预期分布状况，与上图的形状很相似。
于是我收集了脚本的数据，并将其放入了以下这个表格中：
显而易见的是，下图的x轴用对数表示更加合理，否则数据会过于分散，而观察不到一些有趣的现象。不同挖矿时期
声音 | BB：BTC发展迅速 新资本的进入抵消了每年超过40亿美元的通货膨胀:Block.one CEO BB 今日发推称：比特币网络发展迅速，新资本流入抵消了每年超过40亿美元的通货膨胀，仅仅只是为了维持当前的价格。这是许多BTC持有者的新的既得利益。[2019/11/11]
出块时间的预期分布是基于哈希率恒定不变的假设。但根据BTC的发展历史，其哈希率不可能是恒定不变的。
所以我选取了三个时期进行分析。1.CPU时代：哈希率相对平稳。2.GPU时代：哈希率加速上升。ASIC时代：哈希率增速相对较缓CPU时代
在CPU时代，对于出块时间少于10分钟的区块，实际数量比预期少，为什么会出现这种情况呢？我将在下文进行解释。GPU时代
Coindesk分析师：BTC可能难以维持在7K美元以上:Coindesk分析师发文表示：BTC小幅修正反弹可能即将出现，但在7000美元上方多头可能会失去动力；整体前景仍不乐观，BTC可能在一两周内试探6000美元；只有收盘价站上10日均线（UTC时间）——目前暂报7376美元——才会中止看跌观点。行情显示，BTC暂报6902.68 美元，今日涨幅2.14%。[2018/6/12]
请注意，在GPU时代，情况截然相反，实际数量比预期要多，最可能是因为哈希率加速上升。ASIC时代
在早期ASIC时代，BTC哈希率有大幅上升，我特地选取了距离当今较近的时间段，这样数据不会受到很大影响。我们能从上图看出，BTC出块数量仍然多于预期，但是不能够与GPU时代相比。整个挖矿时代
如果将670000个区块的数据全部绘制成一张图表会是怎么样的呢？根据下图，实际出块时间与预期是非常吻合的，除了图中左边的部分。
根据上图，我们能得知，父区块挖出后29秒内出块的数量远低于预期，对此有没有合理的解释呢？
深入研究
在这个时间戳范围内的预期出块数量为30497。另一方面，实际出块数量是22441。那么为什么出块数量会相差8056？
我们发现，14296个区块的增量是负数，其中有3549个属于-29到0的区间范围内，那么剩下还有大约6000个区块，下文将会对这6000个区块进行详细分析。通过绘制负增量的时间戳分布情况，我们能得出，下图基本上是正增量分布情况的镜像。
这是因为BTC协议允许负时间戳增量的存在，但这不是根本原因，我们要考虑到实际挖矿的工作过程：1.矿池会为下一个区块生成区块元。2.矿工向矿池发出工作请求，开始对区块元进行哈希计算。3.矿工将完成的工作返回给矿池，形成工作量证明。所以问题就变成了：区块元的产生频率是多少？时间戳多久更新一次？
但是，我认为背后的答案更加复杂，因为矿工也有可能更新时间戳，这就牵涉到了研究特定ASIC应用的硬件或者固件。上文提到，还剩下大约6000个时间戳增量是负的区块，对这些区块有合理的解释吗？我认为理论上是能够解释的，原因可能是时钟漂移或挖矿软件没有得到很好的适配。如果你了解BTC挖矿历史的话，早期矿工没有组成矿池，都是单独挖矿。所以矿工配置不能达到企业级别，这些业余矿工无法保证矿机数据与权威渠道定期同步。早期矿池都是由业余挖矿爱好者而不是全职专业人士运营。我认为，如果我的理论合理，那么随着挖矿产业逐渐成熟，矿池软件得到改进，时钟漂移出现的频率也在下降。所以我运行了另外一个脚本，按照时间绘制了时间戳增量为负的区块分布情况图。
根据上图，我们能看出，不仅时间戳增量为负的区块数量在减少，时钟漂移问题也逐渐得到改善，值得特别注意的是，自2017年底后，只有少数区块的时间戳增量为负。总结
BTC大部分运行机制都基于数学原理。通过分析实际出块时间的分布情况，我们能发现，在过去12年中，10分钟出块时间这个机制运行非常良好，只出现过很少的极端情况，背后的原因也很容易找到。挖矿也形成了产业化，挖矿软件得到逐步改善，出块时间分布状况越来越符合预期。这就是数学的力量！
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