礦池解讀

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礦池解讀

目錄


引言

對於POW(工作量證明)區塊鏈的安全性來說挖礦必不可少。也就是說礦工們通過對特定屬性的雜湊進行計算來保證加密貨幣網路的安全。

Bitcoin首次面世的那一年(2009年),挖礦的難度並不高,任何擁有電腦的人都可以參與到下一區塊的雜湊計算中。當時網路中的算力並不高,所以區塊鏈的新區塊新增並不需要特殊硬體。

也就意味著算力最高(單位時間雜湊計算量)的計算機將有機會挖出更多的區塊。而這也就促成了一種競爭生態系統。而礦工們也在嘗試各種方式來獲得競爭優勢。

在遍歷各種硬體(CPUs、GPUS、FPGAs)之後,Bitcoin礦工們選擇了ASIC——特定應用積體電路。該挖礦裝置並不能允許你瀏覽Binance Academy,也不能讓你在Twitter上釋出照片。  

“特定應用”顧名思義,也就是說ASICs只能用來執行特定任務:計算雜湊。並且這些裝置也是專為此目的而構建設計的,所以使用其他硬體來進行Bitcoin挖礦就變得不常見了。


礦池簡介

優秀的硬體裝置給你帶來的優勢也僅是如此。或許你會執行多個高效能的ASICs,但也還是Bitcoin挖礦海洋中的一粟。在硬體和電力上花費的大量資金並不能保證你一定會獲得挖出新區塊的權利。

也並不能保證你何時會有機會獲得區塊獎勵,又或許根本沒機會得到。如果想要獲得持續收入,那就需要你在礦池中不斷努力,不斷嘗試,這樣機會才有可能成功。  

假設你和其他9個參與者每人擁有網路總算力的0.1%。也就意味著平均每1000個區塊中你將有機會挖出1個區塊。而據估計Bitcoin網路每天將產出144個區塊,而你將挖出新區塊的時間則可能就是一週。依據你的現金流以及在硬體和電力上的投資,“獨立採礦”可能會是一種可行的策略。

然而,如果收入不足以盈利呢?那麼你就需要與之前提到的9位礦工合作。這樣結合所有人的算力,你們就會擁有整個網路1%的算力。也就意味著你們的機會提升到了“百裡挑一”,如此每天就可能會挖出1-2個新區塊。之後將所得的獎金將平分給所有的參與者。

簡單來說,我們剛才就是描述了一個礦池。而目前也被廣泛的應用,以此來保證成員的穩定收入。


礦池的執行機制

通常,礦池通過協調員來組織礦工。協調員通過nonce(隨機數)來保證礦工們並沒有浪費算力來建立相同區塊。這些協調員還將負責獎勵的分配與分發。目前存在幾種方式來計算礦工的貢獻率,且獎勵也將根據該貢獻率來分配。


PPS(Pay-Per-Share)礦池

PPS是一種最常見的支付機制。該系統中,你所貢獻的每一個“share(股份)”都將收到固定的報酬。  

Share是用來記錄礦工貢獻的雜湊值。每一個share所獲得的報酬是固定的,但隨著時間推移會逐漸增加。但請注意,這裡的share並不是網路中有效的雜湊,而只是由礦池所設定的匹配條件。

在PPS中,無論是否產出新區塊你都將會收到報酬。礦池運營者承擔了相應的風險,因此會收取一定的費用(要麼對礦工提前收取,要麼從獎勵中扣除)。


PPLNS(Pay-Per-Last-N-Shares)礦池

PPLNS是另一種常見的支付機制。不同於PPS,PPLNS只會在新區塊生成時才會對礦工進行獎勵。當礦池挖出新區塊後,將會核查過去被提交的share總量N(N將會根據礦池變化)。之後將礦工所貢獻的share除以N並乘以區塊獎勵來分配報酬(除去運營者的提成)。

舉個例子來說。倘若該區塊的獎勵的12.5BTC(假設沒有交易費用),運營商收取20%的服務費,則留給礦工們的獎勵則為10BTC。如果其中的N為1,000,000,而你貢獻了50,000share,則你的報酬將是區塊獎勵的5%(也就是0.5BTC)。

雖然市場中存在幾種上述機制的變體,但最常見的還是這兩種方式。我們經常討論的Bitcoin,以及最常見的Pow加密貨幣(例如Zcash、Monero、Grin和Ravencoin等)都存在礦池。



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礦池會對去中心化造成威脅?

當你讀到該標題時,腦海中是否會為之一震。Bitcoin之所以強大,難道不是因為區塊鏈並沒有單一實體控制?而如果有人控制了大部分的算力那又會怎樣?

這些問題很現實也很真實。如果某個體獲取了網路51%的雜湊算力,則他們就會成功發動51%攻擊。這將允許他們刪除交易,又或者是撤銷已完成交易。此種攻擊會對加密貨幣生態系統造成難巨大的破壞。

那麼礦池會增加51%攻擊的風險麼?答案是:可能會引起,但概率很低。


24h breakdown of hash rate by pool

2020年4月16日,按礦池劃分的24小時雜湊率。來源:coindance.com


理論上來說,排名前四的礦池可能會串通來劫持網路。但該操作並沒有什麼意義。因為倘若他們成功的實施了一次攻擊,那麼Bitcoin的價格將由於系統遭到破壞而大幅下跌。則結果就是他們所獲得的代幣都將貶值。

並且礦池也並非一定需要挖礦裝置。實體們可以將方向轉到協調者伺服器,來構建可自由遷移的礦池。對於礦工和礦池運營者來說,保持系統的去中心化才是重中之重。因為只有這樣,才能保證礦業的持續收益性。

在某些情況下,礦池的規模的確會增長到令人擔憂的程度。但那時礦池以及其中的礦工們會採取措施來降低雜湊算力。


總結

隨著第一個礦池的引入,加密貨幣的挖礦市場就已產生了永久性的改變。而這對於那些想要獲得長期穩定收入的礦工們來說非常有益。且隨著越來越多機制的出現,他們也逐漸找到了最適合自己的方式。

理想情況下,Bitcoin的挖礦將會更加去中心化。而目前我們只能稱之為“充分去中心化”。在任何情況下,沒有人能夠長期從單一礦池中獲得大部分雜湊率。參與者們將會防止此類情況的發生。畢竟Bitcoin是由使用者來運營的,而並非礦工。

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