Braiins正在準(zhǔn)備發(fā)布第二代Stratum挖礦協(xié)議Stratum V2

與獨立挖礦相比，為了獲得更可靠的收入來源，今天大多數(shù)比特幣礦工通過選擇接入礦池進(jìn)行比特幣挖礦。而幾乎所有采礦池使用的開源“Stratum”比特幣挖礦協(xié)議，該礦池協(xié)議由Slush Pool設(shè)計，并在近七年前首次公布。

現(xiàn)在，Slush Pool背后的公司Braiins準(zhǔn)備發(fā)布Stratum V2：第二代Stratum挖礦協(xié)議。這家位于布拉格的礦業(yè)公司兩年前開始研究它，認(rèn)為它已經(jīng)在幾個關(guān)鍵方面改進(jìn)了第一個Stratum協(xié)議（現(xiàn)在稱為“Stratum V1”），使新版本明顯更好。

“它解決了歷史上的技術(shù)和安全問題，它通常效率更高，它允許一些高級用例，如工作狀態(tài)選擇或更方便的礦池管理，”Braiins聯(lián)合首席執(zhí)行官Pavel Moravec告訴比特幣雜志?！斑@真的應(yīng)該在幾年前就完成’’

傳統(tǒng)的Stratum V1協(xié)議

作為簡要回顧，Stratum V1是起初合并挖礦的工作方式。

首先，一個哈希用戶（礦池的用戶，有時也簡稱為“礦工”）將他們的礦機(jī)（通常是具有ASIC芯片的專用機(jī)器）連接到比特幣礦池。或者，更具體地說，他們將礦機(jī)連接到由礦池操作員操作的計算機(jī)。

然后，比特幣礦機(jī)從礦池池操作員請求部分“區(qū)塊模板”。這個部分區(qū)塊模板本質(zhì)上是一個不完整的比特幣塊，沒有使其具有有效的工作證明。重要的是，此區(qū)塊中的交易由礦池池操作員選擇。交易本身實際上并沒有發(fā)送給哈希運(yùn)算;事實上，所有交易都是只有Merkle路徑 生成了一系列哈希值。

最重要的是，礦池操作員可以選擇包含哪個“版本位”。這可能與激活軟叉協(xié)議升級有關(guān)。

然后，哈希計算者在部分區(qū)塊模板上開始散列計算，希望其中一個散列將產(chǎn)生有效的區(qū)塊頭，滿足比特幣網(wǎng)絡(luò)的工作量證明要求。如果哈希計算者找到了有效的區(qū)塊頭，則將其返回給礦池操作員，后者將其添加到塊的剩余部分并將其廣播到比特幣網(wǎng)絡(luò)。然后，礦池運(yùn)營商根據(jù)每個礦機(jī)的工作量，在池中的所有參與者之間分配塊獎勵。（這是通過讓哈希運(yùn)算者也發(fā)送“幾乎有效”的區(qū)塊頭來證明已經(jīng)執(zhí)行了的哈希工作。）

因此，Stratum V1為礦池操作員提供了相對強(qiáng)大的地位。他們不僅負(fù)責(zé)分發(fā)獎勵，還決定哪些交易包含在一個區(qū)塊中，以及包含哪個版本位。如果他們想要，礦池運(yùn)營商可以決定審查某些交易，或阻止某些協(xié)議升級。

Stratum V2協(xié)議的靈感來自BetterHash

靈感來自BetterHash，去年由Chaincode Labs工程師和比特幣核心貢獻(xiàn)者M(jìn)att Corallo提出的提案，Stratum V2可選擇將Stratum V1協(xié)議置于其區(qū)塊頭上。而不是讓礦池操作員向嵌套器發(fā)送（部分）區(qū)塊模板，而是可以選擇將區(qū)塊模板發(fā)送到礦池操作員。這種“工作選擇”允許哈希運(yùn)算者自己選擇交易并選擇區(qū)塊版本。

為了完成這項工作，Braiins（在Corallo的幫助下）必須解決一些BetterHash更實際的問題。最重要的是，礦工可能會在無效的區(qū)塊模板上進(jìn)行挖掘（例如，因為它包含無效的事務(wù)）。即使礦工能夠找到有效的散列值，區(qū)塊本身仍然是無效的，因此，沒有幫助池 - 而相同的礦工仍將受益于其他礦工發(fā)現(xiàn)的有效區(qū)塊。

該問題的一個解決方案是礦池操作員在讓他進(jìn)入礦池之前首先檢查哈希區(qū)塊模板是否有效。但是在一個大型的公共池中，這一步也會遇到技術(shù)困難。

“想象一下，當(dāng)在比特幣網(wǎng)絡(luò)上找到一個新塊時，會發(fā)生什么，并且池中的每個礦工都想開始處理新的區(qū)塊模板，”Moravec解釋道。 “他們每個人都可以有一個稍微不同的內(nèi)存池版本［未經(jīng)證實的交易］，并且可能有不同的交易選擇規(guī)則。..。..他們都希望立即開始挖礦。讓他們都將他們的區(qū)塊模板發(fā)送到礦池中以供批準(zhǔn)，這基本上是在網(wǎng)絡(luò)爆塊之后的第第一秒DDOS服務(wù)。該機(jī)制需要擴(kuò)展才能在實踐中發(fā)揮作用?！?/p>

Braiins通過讓礦池操作員異步檢查新區(qū)塊模板的有效性來解決了這個問題。一旦哈希提交了一個區(qū)塊模板，他就可以立即開始哈希模板。在此期間，礦池操作員開始檢查所有區(qū)塊模板。

Moravec補(bǔ)充道，“如果后來發(fā)現(xiàn)阻止區(qū)塊模板無效，則可以相應(yīng)調(diào)整挖礦者的獎勵。因此，他有動力研究適當(dāng)?shù)膮^(qū)塊并及時提供所有數(shù)據(jù)。然而，他可以毫不拖延地繼續(xù)處理他的模板?！?/p>

新挖礦協(xié)議的安全性，效率和靈活性

除了交易選擇的變化，Stratum V2還將包含更多改進(jìn)，其中一些可能至少對許多礦工來說同樣重要。

在Stratum V1中，沒有加密數(shù)據(jù)驗證，以確保礦機(jī)真正與礦池操作員的計算機(jī)以及池操作員的計算機(jī)單獨連接。這為中間人攻擊打開了大門：例如，攻擊者可以攔截礦機(jī)和礦池操作員之間的通信，并使其在攻擊者提供的區(qū)塊上工作。攻擊者可以將此區(qū)塊支付的塊獎勵發(fā)送到他們自己的地址之一，有效地“劫持”了礦機(jī)的哈希計算能力。

Stratum V2通過讓礦池操作員對部分區(qū)塊模板進(jìn)行加密簽名來對抗此攻擊。如果一個礦工知道挖礦池操作符的公鑰，他們可以檢查部分塊模板是否帶有有效簽名，因此實際上是由礦池操作員提供的。

Stratum V2也比它的前輩更有效。在通過JSON進(jìn)行Stratum V1通信的情況下，Stratum V2通信以二進(jìn)制代碼完成。 Moravec認(rèn)為，結(jié)合一些消除協(xié)議級別數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，這將把礦池操作員之間共享的數(shù)據(jù)減少一半到三分之二，從而使通信更快，更便宜。

此外，Stratum V2具有用于“多路復(fù)用”的內(nèi)置機(jī)制。這意味著礦工可以在同一連接上具有獨立的通信通道，允許其機(jī)器共享關(guān)于溫度，芯片電壓或其電源行為的數(shù)據(jù)，例如。挖礦池可以根據(jù)此信息提供額外服務(wù)，或者礦機(jī)可以與其他服務(wù)或服務(wù)器共享。

Stratum V2還允許礦池“猜測”下一個塊將是什么。每次找到新塊時，挖礦池需要花費一些時間來確定哪個交易包含在該塊中，因此哪些交易不能包含在下一個塊中。今天，許多礦池開始挖掘空塊：它們在幾秒鐘內(nèi)根本不包括任何交易，以確保它們不包括雙重花費（這會使區(qū)塊無效）。

使用Stratum V2，礦池操作員（或者如果他們是選擇交易的那些，則可以根據(jù)所有未經(jīng)證實的交易，對將包括哪些交易進(jìn)行有根據(jù)的猜測）。在開始的第一秒，他們可以開始挖掘他們認(rèn)為可能是有效的下一個區(qū)塊。特別是當(dāng)每個區(qū)塊交易補(bǔ)貼變成區(qū)塊獎勵的一小部分，當(dāng)最終被費用費用取代時，這種小的效率提升可能會使礦工受益。

未來的改進(jìn)

最后，Braiins團(tuán)隊表示還會有一些尚未公布的改進(jìn)措施。雖然該公司有一個運(yùn)行原型，但協(xié)議規(guī)范尚未最終確定。

“我們現(xiàn)在希望收集人們的反饋意見，以便在內(nèi)部完成提案，然后將發(fā)布比特幣挖礦協(xié)議改進(jìn)提案。我想這將引發(fā)另一輪討論。..。..與此同時，我們將把Stratum V2部署到Slush Pool，并將其作為Braiins OS測試版的一部分發(fā)布，以獲得真實的體驗，“Moravec說。 “我們正在盡快實施它，以便讓所有人盡快參與其中?！?/p>