如何实现比特币挖矿的去中心化？

那么现在比特币挖矿出了什么问题？

比特币挖矿存在代表性问题。比特币矿池不是比特币矿工，但矿池过度向他们发出信号。矿池运行节点、构建区块、选择交易，并可以决定将所有矿工的哈希算力用于哪个分叉。这会产生一些激励问题，并促成一些相当不受欢迎的政治影响力。

BetterHash 旨在通过将这些责任交还给单个矿工并剥夺矿池的影响力来解决这个问题，以实现网络的更大利益。使用 BetterHash，矿工可以控制自己的算力，矿池只需协调它们并分配奖励。

矿池算力分布，对比 Slush Pool 投射到每个矿池的矿工分布

本文旨在强调矿池在当前采矿环境中可以实施的滥用类型（如果采用像 BetterHash 这样的协议是不可能的），它是以牺牲矿工的最大利益为代价的。矿池也可能被黑客入侵，然后攻击者使用矿池进行攻击。在开始之前，我们先简单回顾一下 BetterHash 协议即将带来的现状和结构差异。

目前，许多矿工甚至不运行节点，而只是使用 Stratum 等协议将他们的 ASIC 连接到矿池。矿池运行节点，选择交易，创建要挖掘的块，然后将该块发送给连接到矿池的所有矿工，矿工开始对其进行哈希处理。一旦矿工成功挖出一个区块，它就会被送回矿池，然后输出到比特币网络。

使用 BetterHash，矿工将单独运行自己的节点、选择交易、创建区块并开始挖矿。该区块将被配置为向矿池付款，就像 Stratum 协议一样，那些不成功的区块（称为“份额”）将被矿工用来证明他们一直在为矿池进行挖矿。

通过替换为要开采的区块创建模板的矿工，而不是矿池所有者，然后围绕这个概念构建一个新协议，BetterHash 绕过了我们将要讨论的所有问题。

对于目前正在开发的 BetterHash 协议的更多技术概述，观看 Matt Corallo 的演讲就足够了，无需理解本文中讨论的问题，因为从概念上讲，BetterHash 客观上更好。好的，不需要完整的代码实现来了解这有多重要。

值得注意的是，“BetterHash”并不是一个最终确定的名称，正如 Matt Corallo 中提到的那样。

状态

要了解为什么切换到 BetterHash 如此重要，让我们列举一下当前矿工在没有 BetterHash 的情况下将面临的所有问题。

简而言之，你自己挖矿的回报很可能太不稳定，这就是矿池自 2010 年以来一直存在的原因。批评者会指出矿池的分布并声称比特币挖矿是中心化的，尽管反对者声称矿工可以切换他们使用的矿池，

并不总是简单的。如果您是矿工，您的选择仅限于少数几个矿池，每个矿池都有您可能同意或不同意的服务条款。矿池太大，无法提供多种选择。

最后，您别无选择，只能选择最适合您的池，如果大多数或所有池决定将您不喜欢或不同意的东西纳入规范，那么实际的您别无选择，只能接受，因为自己开一个矿池可能无法产生足够稳定的收入流。现有的矿池都比较大，每个矿池下都有很多矿工，矿池有能力控制矿工的算力，做一些有问题的事情我们会一一讨论。

矿池可以：

• 决定哪些交易要包含或不包含在区块中

• 受贿后在适当条件下重组区块链

• 交易内存池积压以提高费率

• 在未经矿工同意的情况下切换哈希算力以挖掘竞争分叉

• 不诚实的矿工，他们这样做应该是别有用心的

• 使用矿工的算力为提案提供动力

如前所述，所有这些问题基本上都是因为构建比特币块是由矿池直接引起的，而不是矿工。除了矿池的滥用之外，还有第三方对矿池的滥用。

矿池可能被黑客入侵，然后黑客可能会做这些事情，或者矿池可能在网络层受到攻击，矿工们将忙于找出问题或切换到另一个矿池。使用 BetterHash，攻击矿池无法控制矿工的算力，针对矿池的网络层攻击对使用该矿池的矿工没有直接影响。

网络层的攻击和矿池滥用矿工的算力同样令人担忧。攻击者可以削减大量的散列能力，或者根据需要进行切换。 BGP 攻击很容易实现，至少可以说，从中恢复所需的时间和资源令人担忧。

毫无疑问，能够承受此类问题的协议是有价值的，但针对闻所未闻的潜在问题的解决方案并不总是能很好地表达它们的必要性。我想展示一些假设的场景和一些已经以某种方式发生的场景，以便更容易理解必要性。让我们仔细看看它们的全部内容。 （请注意，其中一些是假设性的，不太可能实际发生，有些需要非常特殊的情况，还有一些已经以某种形式发生。）

1：矿池决定哪些交易包含在区块中

在讨论 51% 攻击的可能性时，经常会提出一个问题，如果说服足够多的矿池将某个交易类型或地址列入黑名单，即使它是临时的，那么即使你作为矿工不关心它，你已经参与其中。这样做的动机可能是强制，也可能只是经济激励，无论是矿池自己的，还是支付给矿池的外部激励。

场景 #1：审查服务的热钱包

想象一下，在竞争交易所的要求下，交易所的热钱包被 40% 的矿池列入黑名单？它不会无限期地阻止钱包进行交易，但会显着减慢其交易处理速度。作为一名矿工，也许你认为这种行为对生态系统是不健康的，但你别无选择，因为你对矿池的秘密行动没有发言权。

场景 #2：检查机密交易类型

比特币目前没有机密交易，可能永远不会，但它有不同的交易类型。如果矿池有理由这样做，理论上他们可以忽略这些交易，并且某些类型的交易的积压会增加，从而推高费用并可能减慢使用这些特定交易的任何服务。

2：矿池被贿赂重组区块链

与上面的示例类似，矿池可以决定不希望将特定版本的交易包含在分类帐中，然后尝试执行该决定。这种情况几乎不可能自发或事后协调，但如果矿池倾向于这种情况，只需要几个矿池构建准备接受贿赂的软件，然后立即行动，而矿工没有任何发言权对。

如果与矿工分享贿赂，矿工可能会认为这符合他们的最大利益，但如果他们给矿工更高的份额，他们就没有这样做的动力。此外，在黑客入侵的情况下，黑客可以反贿赂矿池，使水更加浑浊。

这是交易所被黑后的建议-尽管矿池没有为此做好准备-许多人用它来讨论比特币挖矿是中心化的，而这实际上只是因为矿池的杠杆率过高（对于矿工）并且可以甚至被虐待。请注意，如果使用 BetterHash，则其中讨论的内容都不重要，因为如果矿工而不是矿池是构建块，则这些问题都不存在。

3：汇集积压交易以提高费率

矿池不仅可以阻止某些类型的交易，还可以选择忽略低于一定比率的所有交易，从而提高每笔交易的比率。个人交易成本。一些人认为这是一个微不足道的问题，因为较小的矿池将利用机会打包这些交易，因为它们的回报更大，从长远来看会奖励弱势群体。我不认为这是微不足道的，因为我们已经看到这种行为的影响如何引导政治舞台上关于短期费用增加的辩论。

收费市场迟早会存在，但将网络限制在共识强制的限制不应成为少数人运行矿池的工具。虽然在矿池层面可能存在针对这种行为的竞争，但我们仍然看到矿池出于经济激励而选择铸造区块，有些矿池仅打包交易费用高于 5 聪/字节的交易池的示例，即使仍有空间容纳积压的交易。

这可能需要矿池之间进行一些协调才能产生效果，但如果激励措施一致比特币怎么运行的，那么协调并不困难甚至没有必要，现在一小部分矿池运营商将拥有一个不存在的有价值的工具.

矿池也可以秘密进行。他们可以用看起来合法但未广播的交易来填充这些区块，而不是创建“未填充”的区块，然后收回这些交易，领先的个人、企业和费用评估者相信新的“当前汇率”是正确的。

一旦市场开始支付更高的价格，矿池就可以重新调整他们的恶意交易。在下图中，积压的 50% 大小仅占矿工奖励的约 7%。奖励与积压的中位数成非线性关系，这对于任何大型矿池来说都是一件有利可图的尝试。

4：矿池擅自切换算力

矿池可以通过多种方式选择扩链哪一个。矿池为矿工提供一个区块，实际上只需要说“挖这个区块”，矿工就开始挖矿，直到有人挖了这个区块，然后矿池才提供下一个区块。矿工自己不会跟踪不同的分叉，他们通常认为矿池是诚实的，并且会挖掘您希望他们开采的硬币/分叉。

许多矿工不运行节点，因此他们不验证共识规则。 “先前的问题”是由于矿池决定他们也没有验证区块，而是在无效区块上进行“SPV 挖矿”时引起的。作为矿工，您应该想知道您使用的矿池不会浪费您的时间和金钱。

一个场景：

您是矿工，是 Pool_A 的一部分。您将为您提供给矿池的算力获得源源不断的付款。你已经完成了计算和检查，这永远不会改变。

Pool_A 的运营商决定使用您的算力为另一条处于危险中的链提供“生命支持”。您不关心、可能不喜欢或考虑竞争对手的连锁店。矿池继续为你的 SHA256 计算平台支付“市场价格”，但你的哈希算力并没有像你想象的那样被用于链上挖矿。 （蓝狐笔记：现实中已经发生过类似的情况。）

由于现在有整个矿池在不同的链上挖矿，网络的出块速度变慢了，奖励也减少了——而且市场可以被愚弄认为另一个链比它有更多的支持实际上是降低了你所支持的链的潜在价值。作为矿工，这可能是您想要避免的情况。不幸的是，这已经在现实生活中发生了：

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5：矿池利用矿工算力进行不诚实挖矿

考虑上述情况，这是说明其工作原理的好方法示例：矿池对矿工的意图是“诚实的”，它们至少“试图”补偿他们认为的财务负担。他们让矿工抬头，告诉他们如果不喜欢就离开——并不总是那么简单。如果他们不诚实怎么办？

分配的算力是矿池向世界发出的信号，但不一定是矿工打算挖什么。

如果一个矿池显示他们在挖两条链，80% 和 20% 黄色和绿色，而你通过它们挖绿色链，你怎么知道他们是诚实的，只有 20% 的矿工支持这条链他们可以单独告诉每个矿工他们是 20%，并且他们是唯一支持它的人，而实际上他们不是。

矿工将不得不通过其他渠道进行协调比特币怎么运行的，积累他们的哈希算力以查明他们是否被欺骗。主要问题是许多矿工是私有的，许多人希望保持私有，并且应该保持私有。像这样协调以避免被欺骗和操纵是不切实际的解决方案。

这种类型的谎言不仅允许充分利用所有矿工的综合哈希算力，而且欺诈可能会影响市场对每条链的估值。任何重视比特币网络长期健康的人都希望避免这种情况。

6：矿池使用您的算力来支持提案

这样做甚至不需要真正的链叉。由于矿池在实际分叉之前代表其所有算力投票，因此以下情况将导致 80% 的算力支持或反对提案或分叉。

考虑到投票不是财务承诺，这样做的风险很小。如果您想尝试将市场转向您想要的方向，您只需要说服运行这些池的少数人提供临时支持信号。如果它失败了，正如我们在 NO2X 中所见证的那样，游泳池不会有任何损失。不管结果如何，每个人的算力仍然有效。

每一列代表一个矿池。每列顶部代表矿池拥有的算力，底部代表使用该矿池的其他矿工类型。

没有人确切知道所有矿池实际拥有的算力与使用矿池的其他矿工所拥有的算力百分比，但额外的透明度无疑会为沉默的大多数人带来优势。

没有人想要另一个 NO2X 场景，也没有人可以“决定”大多数人真正不支持的内容。如果 BetterHash 在几年前就已经存在，也许 NO2X 运动就没有必要了。

矿工没有投票给 Segwit2X，它是矿池。

结论：观点很重要

当人们阅读这篇文章时，我预计会有两种不同的普遍反应，这两种反应都是我从少数读者那里得到的。我认为向读者（也就是你）强调这一点并解决它很重要。

1.“我不知道游泳池有这么大的力量。”

2.“这会使游泳池看起来比实际拥有的更多。控制。”

现在，关于“元考虑”，乍一看，人们可能会认为：

“第一个人可能对挖矿或比特币不太了解，第二个人已经接近真相，可以充分理解细微差别并更恰当地衡量场景。”

另一种可能的观点是：

“第一个个体为系统中的权力平衡提供了一个全新的、真实的视角，而第二个个体已经存在了一段时间，对事情的运作方式和潜在威胁变得过于自在和麻木不仁。”

这两种初始反应都是合理的。这两种元考虑也是有效的。如果矿池没有滥用当前系统设置的潜力，就没有动力开发更好的协议，你也不会阅读本文。相反，如果矿池对比特币构成如此严重的威胁，那么它们迄今为止以不可挽回的破坏性方式滥用其权力。

除了这些两极分化的意见，我希望你的收获是：

BetterHash 需要实现，因为 BetterHash 客观上比我们现在拥有的更好。应该没有矿池滥用和网络攻击的可能性，我们可以通过简单地让矿工运行自己的节点并创建自己的块，并使用更好的矿池协议来缓解这些问题，该协议围绕简单但基本的更改和构建。如果我们不提前解决我们知道如何解决的问题，那么总是有可能出现严重问题，所以让我们解决它。

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