今年11月初，Slush Pool發布了階層協議V2（Stratum V2）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（Stratum V2）的重要性，Slush Pool的Jan Capek和Pavel Moravec與貢獻者Matt Corallo和Peter Todd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（Stratum V2）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，請繼續閱讀。

專家簡介

階層協議V2（Stratum V2）的開發，由首腦-Braiins和Slush Pool的聯合創始人、聯合CEO Jan Capek和Pavel Moravec領導。首腦-Braiins公司成立于2010年，自2013年以來一直運營Slush Pool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。

Matt Corallo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Square Crypto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。

Peter Todd是另一位比特幣長期開發者，他對比特幣核心（Bitcoin Core）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。

問：階層協議V2（Stratum V2）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？

Matt Corallo：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Matt Corallo的提出的關于共識團體中心化（Consensus Group Centralization）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。

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？

Pavel Moravec：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（即審查）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（Variance in payouts）減少的好處。

問：礦池是否對交易的有效性具有否決權？

Pavel Moravec：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（Stratum V2）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？

Peter Todd：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（Shared Secret），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?？欤医涍^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？

Peter Todd：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（超過50%），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？

Jan Capek：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（這影響礦工在基于分數的獎勵系統中，例如PPLNS中的獎勵）。而在效率方面，礦池給礦工提前分配區塊的功能（與‘SetNewPrevHash’消息分開）應該就能消除空區塊挖礦。最后，從基于JSON（即人類可讀的格式）的代碼轉變到完全二進制的（機器可讀）代碼庫，能顯著地減少傳輸數據的大小。

Matt Corallo：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？

Jan Capek：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（JSON到二進制），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。
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