比特幣:探討階層協議V2(Stratum V2)，如何實現比特幣挖礦的去中心化？

今年11月初，SlushPool發布了階層協議V2(StratumV2)的初始技術規范，它是關于一份關于如何改進礦工與礦池的共同合作，從而保護比特幣網絡安全的新挖礦協議。這個項目已經進行了數年的開發，它對比特幣挖礦的未來可能會產生巨大影響。

為了幫助讓整個比特幣社區了解階層協議V2(StratumV2)的重要性，SlushPool的JanCapek和PavelMoravec與貢獻者MattCorallo和PeterTodd一道，參加了Reddit比特幣板塊上的隨意問。部分有趣的討論話題包括：

如何激勵新挖礦協議被廣泛采用，以及可能的時間線。

V2協議與V1協議相比安全性改善的重要性。

階層協議V2(StratumV2)如何改進比特幣挖礦行業中的去中心化這一關鍵方面。

我們在此對這些問題的答案進行了總結。

香港金管局余偉文：探討建立以區塊鏈為基礎的央行數字貨幣網絡提升跨境支付效率:11月2日，香港金融管理局總裁余偉文在香港金融科技周上公開表示，金管局正與泰國中央銀行合作，探討建立以區塊鏈為基礎的央行數字貨幣網絡以提升跨境支付效率。當前，已開發完成“點對點”即時跨境轉撥資金的概念驗證原型，下一步會探討商業應用情景，例如跨境貿易結算和資本市場交易。之后，還將安排銀行和大型企業以實際交易測試網絡。（上證報）[2020/11/2 11:27:42]

專家簡介

階層協議V2(StratumV2)的開發，由首腦-Braiins和SlushPool的聯合創始人、聯合CEOJanCapek和PavelMoravec領導。首腦-Braiins公司成立于2010年，自2013年以來一直運營SlushPool礦池。因此他們有能力設計V2協議，從而解決一些礦池和礦工使用原始協議時，遇到最大的問題。

張洪波：將探討區塊鏈等新技術在協會各項工作中的應用:中國文字著作權協會總干事張洪波發表文章指出，為了最大程度降低今年疫情對版權工作的影響，中國文字著作權協會將加快內部辦公OA系統、會員作品數據庫、教科書選文數據庫、教輔圖書數據庫等信息化建設。創新工作方法，探討區塊鏈等新技術在協會各項工作中的應用。（中國新聞出版廣電報）[2020/3/26]

MattCorallo多年開發比特幣，他對比特幣核心，以及對比特幣生態圈中的無數項目做出了許多貢獻。他目前在SquareCrypto工作，他們也慷慨地贊助了他到布拉格的差旅費用，讓他與我們一同制定V2協議的技術規范。

PeterTodd是另一位比特幣長期開發者，他對比特幣核心(BitcoinCore)做出了了不起的貢獻。他是一名應用密碼學顧問，簡單地說，他是一位安全專家，他用他寶貴的見識幫助V2協議建立抵御中間人攻擊的防御機制。

浩云科技：公司與廣州大學合作探討區塊鏈在金融物聯等領域應用:浩云科技（300448.SZ）在互動平臺回答投資者提問時表示，公司與廣州大學共建公共安全智能實驗室，探討區塊鏈技術在智慧司法、金融物聯等業務領域的應用。[2020/3/21]

階層StratumV2協議如何改善比特幣的去中心化？

問：階層協議V2(StratumV2)讓終端礦工在自己的區塊上進行挖礦，而不是挖由礦池提供的區塊。這會如何影響到挖礦的去中心化呢？這一特性的實際使用性能會有何不同？

MattCorallo：它對挖礦的去中心化影響是巨大的。與致力于礦池的中心化不同，我們現在可以致力于實際礦工/礦場主人的中心化。您在MattCorallo的提出的關于共識團體中心化(ConsensusGroupCentralization)的演講中可以找到以下的表格，說明它是如何改變哈希率的分配。

聲音 | ICE首席執行官：各種金融機構正與Bakkt探討采用其比特幣衍生品的可能性:金色財經報道，美國洲際交易所(ICE)首席執行官Jeffrey Sprecher周四在第三季度財報電話會議上表示，所有類型的金融機構都在與Bakkt進行對話，以探討采用其比特幣衍生品的可能性。Spreche表示，Bakkt正迅速進入期權市場，因為其認為市場缺乏透明度，希望為該空間提供透明的價格發現。[2019/11/1]

而關于性能方面，解釋會比較復雜。對礦工來講，當有優化好的客戶端和良好的互聯網連接時，從礦池接收工作可能會更快。但對礦池來講，必須通過大量工作來優化好它的設置才會有更好的性能。

問：有哪些激勵機制讓礦工與礦池協商自己的交易集？

中青寶澄清：公司對區塊鏈技術的研究處于內部探討階段:中青寶澄清：公司對區塊鏈技術的研究處于內部探討、分析階段，尚未形成相關的行業應用；公司在區塊鏈領域尚未形成相關產品。[2018/1/17]

PavelMoravec：目前礦池充當的是一個超大礦工的身份，礦池控制整個挖礦網絡哈希率很大的一部分。這意味著礦池可以試圖阻止一些交易進入區塊鏈，礦池也能顯著地影響比特幣改進提議(BIP)的激活過程，就像我們在2017年看到的SegWit信號那樣。

礦工協商自己的礦區可以防止這種礦池的權力集中，這就類似像是他們在單獨挖礦。與此同時，礦工仍可享受在礦池挖礦帶來的獎勵差異(Varianceinpayouts)減少的好處。

問：礦池是否對交易的有效性具有否決權?

PavelMoravec：在V2協議中，礦池總是可以主動拒絕由礦工提出的完整區塊，但不能拒絕區塊中的單個交易。即完整區塊的驗證由礦池來做，礦池通過驗證，會拒絕任何包含無效交易的區塊。

階層協議V2(StratumV2)如何改進比特幣礦工和礦池的安全？

問：V2協議使用加密有哪些主要優勢？?

PeterTodd：身份驗證非常重要。沒有它的話，攻擊者可以通過嘗試哈希算力重定向的中間人攻擊(MITM)方式，將算力定向到另外一個礦池從而簡單地竊取。因為相當慢，公鑰簽名驗證并非是理想的，因此驗證每個消息的簽名會讓效率非常低。

現代的身份驗證加密方案正好能提供所需要的功能：兩方之間的驗證通道，其中一個較貴的簽名操作用于創建共密(SharedSecret)，使用共密能夠讓對稱密鑰驗證方案快很多。現代的方法確實非常快，且經過了充分的研究，所以不太可能出現工程方面的意外。

在V1協議中，攻擊者可以在礦工收到工作分配前，竊取并且改變礦池發送的工作分配，然后再在礦工試圖向礦池提交工作時，攔截礦工提交的工作——這就讓礦工或礦池都可能無法發現！在V2中已經能夠防止這種”哈希率劫持“的攻擊方式。

問：加密會增加多少項目成本？

PeterTodd：礦池到礦工的成本會增加約5%，這是微不足道的。而對于礦工到礦池的通信會增加16字節，但在這里解釋背景很重要。因為即使通過了加密過程，V2的份額提交消息與V1相比短50%以上。此外，V2協議的傳輸的總數量也減少了，最終來看，加密并沒有造成更多的數據。

階層V2協議的采用

問：有哪些激勵機制讓大家升級到V2協議？

JanCapek：對于礦工而言，升級到V2協議最大的激勵之一是帶寬效率的改進，這樣即使在不佳的互聯網連接條件下，也可以進行挖礦。與此同時，帶寬效率的改進也幫助改進了提交效率，從而又減少礦工哈希率的變量。而在效率方面，礦池給礦工提前分配區塊的功能應該就能消除空區塊挖礦。最后，從基于JSON的代碼轉變到完全二進制的代碼庫，能顯著地減少傳輸數據的大小。

MattCorallo：另一個不可低估的激勵是加密驗證。如果您現在挖礦，您的ISP很有可能會竊取您1%的哈希算力。而V2協議中的加密能夠解決這個問題。

問：新協議實施，部署和采用的時間表？

JanCapek：在首腦-Braiins開源資料庫中有一份實施基準可參考，目前我們對它仍在進行更新以反映出技術規范的最新版本。我們估計最少需要3-5個月的時間來解決各種問題，然后才能大規模地進行部署。協議的實施則比較干脆，在直接支持實施到階層(Stratum)協議前，現在礦場就能用V1到V2的翻譯代理，礦池就能用V2到V1的代理，作為新協議采用的第一階段。

實施參考也是bOSminer礦機軟件的一部分，bOSminer是我們設計用來代替過時的CGMiner的新礦機軟件。

疑問或反饋？

階層協議V2(StratumV2)可能不是比特幣世界發展中最性感的改進，但它是比特幣邁向成熟的重要一步。對于礦池運營商和終端的礦工而言，好處都很明顯。看著新的改進逐漸被采用，想想它對挖礦行業的未來影響，是多么有趣啊。如您有任何疑問或反饋，請不要猶豫聯系我們。

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