探讨阶层协议V2(Stratum V2),如何实现比特币挖矿的去中心化?

网络转载 7982 2019-12-10 07:30

今年11月初,Slush Pool发布了阶层协议V2(Stratum V2)的初始技术规范,它是关于一份关于如何改进矿工与矿池的共同合作,从而保护比特币网络安全的新挖矿协议。这个项目已经进行了数年的开发,它对比特币挖矿的未来可能会产生巨大影响。

为了帮助让整个比特币社区了解阶层协议V2(Stratum V2)的重要性,Slush Pool的Jan Capek和Pavel Moravec与贡献者Matt Corallo和Peter Todd一道,参加了Reddit比特币板块上的随意问。部分有趣的讨论话题包括:

  • 如何激励新挖矿协议被广泛采用,以及可能的时间线。
  • V2协议与V1协议相比安全性改善的重要性。
  • 阶层协议V2(Stratum V2)如何改进比特币挖矿行业中的去中心化这一关键方面。
我们在此对这些问题的答案进行了总结。

 

专家简介

 

阶层协议V2(Stratum V2)的开发,由首脑-Braiins和Slush Pool的联合创始人、联合CEO Jan Capek和Pavel Moravec领导。首脑-Braiins公司成立于2010年,自2013年以来一直运营Slush Pool矿池。因此他们有能力设计V2协议,从而解决一些矿池和矿工使用原始协议时,遇到最大的问题。

Matt Corallo多年开发比特币,他对比特币核心,以及对比特币生态圈中的无数项目做出了许多贡献。他目前在Square Crypto工作,他们也慷慨地赞助了他到布拉格的差旅费用,让他与我们一同制定V2协议的技术规范。

Peter Todd是另一位比特币长期开发者,他对比特币核心(Bitcoin Core)做出了了不起的贡献。他是一名应用密码学顾问,简单地说,他是一位安全专家,他用他宝贵的见识帮助V2协议建立抵御中间人攻击的防御机制。

 

阶层Stratum V2协议如何改善比特币的去中心化?

问:阶层协议V2(Stratum V2)让终端矿工在自己的区块上进行挖矿,而不是挖由矿池提供的区块。这会如何影响到挖矿的去中心化呢?这一特性的实际使用性能会有何不同?

Matt Corallo:它对挖矿的去中心化影响是巨大的。与致力于矿池的中心化不同,我们现在可以致力于实际矿工/矿场主人的中心化。您在Matt Corallo的提出的关于共识团体中心化(Consensus Group Centralization)的演讲中可以找到以下的表格,说明它是如何改变哈希率的分配。

而关于性能方面,解释会比较复杂。对矿工来讲,当有优化好的客户端和良好的互联网连接时,从矿池接收工作可能会更快。但对矿池来讲,必须通过大量工作来优化好它的设置才会有更好的性能。

问:有哪些激励机制让矿工与矿池协商自己的交易集?

Pavel Moravec:目前矿池充当的是一个超大矿工的身份,矿池控制整个挖矿网络哈希率很大的一部分。这意味着矿池可以试图阻止(即审查)一些交易进入区块链,矿池也能显著地影响比特币改进提议(BIP)的激活过程,就像我们在2017年看到的SegWit信号那样。

矿工协商自己的矿区可以防止这种矿池的权力集中,这就类似像是他们在单独挖矿。与此同时,矿工仍可享受在矿池挖矿带来的奖励差异(Variance in payouts)减少的好处。

问:矿池是否对交易的有效性具有否决权?

Pavel Moravec:在V2协议中,矿池总是可以主动拒绝由矿工提出的完整区块,但不能拒绝区块中的单个交易。即完整区块的验证由矿池来做,矿池通过验证,会拒绝任何包含无效交易的区块。

 

阶层协议V2(Stratum V2)如何改进比特币矿工和矿池的安全?

 

问:V2协议使用加密有哪些主要优势? 

Peter Todd:身份验证非常重要。没有它的话,攻击者可以通过尝试哈希算力重定向的中间人攻击(MITM)方式,将算力定向到另外一个矿池从而简单地窃取。因为相当慢,公钥签名验证并非是理想的,因此验证每个消息的签名会让效率非常低。

现代的身份验证加密方案正好能提供所需要的功能:两方之间的验证通道,其中一个较贵的签名操作用于创建共密(Shared Secret),使用共密能够让对称密钥验证方案快很多。现代的方法确实非常快,且经过了充分的研究,所以不太可能出现工程方面的意外。

 

在V1协议中,攻击者可以在矿工收到工作分配前,窃取并且改变矿池发送的工作分配,然后再在矿工试图向矿池提交工作时,拦截矿工提交的工作——这就让矿工或矿池都可能无法发现!在V2中已经能够防止这种”哈希率劫持“的攻击方式。

问:加密会增加多少项目成本?

Peter Todd:矿池到矿工的成本会增加约5%,这是微不足道的。而对于矿工到矿池的通信会增加16字节(超过50%),但在这里解释背景很重要。因为即使通过了加密过程,V2的份额提交消息与V1相比短50%以上。此外,V2协议的传输的总数量也减少了,最终来看,加密并没有造成更多的数据。

 

阶层V2协议的采用

问:有哪些激励机制让大家升级到V2协议?

Jan Capek:对于矿工而言,升级到V2协议最大的激励之一是带宽效率的改进,这样即使在不佳的互联网连接条件下,也可以进行挖矿。与此同时,带宽效率的改进也帮助改进了提交效率,从而又减少矿工哈希率的变量(这影响矿工在基于分数的奖励系统中,例如PPLNS中的奖励)。而在效率方面,矿池给矿工提前分配区块的功能(与‘SetNewPrevHash’消息分开)应该就能消除空区块挖矿。最后,从基于JSON(即人类可读的格式)的代码转变到完全二进制的(机器可读)代码库,能显著地减少传输数据的大小。

Matt Corallo:另一个不可低估的激励是加密验证。如果您现在挖矿,您的ISP很有可能会窃取您1%的哈希算力。而V2协议中的加密能够解决这个问题。

问:新协议实施,部署和采用的时间表?

Jan Capek:在首脑-Braiins开源资料库中有一份实施基准可参考,目前我们对它仍在进行更新以反映出技术规范的最新版本。我们估计最少需要3-5个月的时间来解决各种问题,然后才能大规模地进行部署。协议的实施则比较干脆,在直接支持实施到阶层(Stratum)协议前,现在矿场就能用V1到V2的翻译代理(JSON到二进制),矿池就能用V2到V1的代理,作为新协议采用的第一阶段。

实施参考也是bOSminer矿机软件的一部分,bOSminer是我们设计用来代替过时的CGMiner的新矿机软件。

 

疑问或反馈?

阶层协议V2(Stratum V2)可能不是比特币世界发展中最性感的改进,但它是比特币迈向成熟的重要一步。对于矿池运营商和终端的矿工而言,好处都很明显。看着新的改进逐渐被采用,想想它对挖矿行业的未来影响,是多么有趣啊。如您有任何疑问或反馈,请不要犹豫联系我们。

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