BetterHash 推挖礦協議，可讓礦池去中心化

原文標題：“BetterHash，讓比特幣挖掘更加分散化的嘗試”

原文作者：The Block

翻譯：0×33

比特幣生態系統中一個長期存在的問題是挖礦產業的中心化，尤其是礦池的存在，讓中心化看起來更加凸顯。

BetterHash 是一種新的挖礦協議，旨在使挖礦池更加去中心化。這個想法是由 Bitcoin Core 貢獻者 Matt Carallo 提出。

礦池是比特幣礦工整合算力 (hash power) 以協調挖礦活動的實體。這個過程爲潛在的個體礦工提供定期的區塊獎勵和交易費用，礦池獎勵礦工的依據是他們對區塊提供的算力來衡量的，而不是誰第一個發現了區塊。大多數礦池是由運營礦池服務器的公司或個人運營的，該公司或個人向礦工們收取一定比例的挖礦收入，用於運營礦池開採協議、維護比特幣全節點以及協調挖礦活動。

 礦池現有協議 

爲了連接到礦池的服務器，單個礦工通常利用占主導地位的挖礦協議 Stratum 或 getblocktemplate。Stratum 是由 SlushPool 提出的，成立時間最久的比特幣礦池。然而，這些協議的一些特性導致了它們的低效 (getblocktemplate) 和中心化 (Stratum）。這兩種協議都是有效的通信協議，使礦池和礦工能夠相互通信，也能並與 Bitcoin Core software 溝通。相對於 getblocktemplate 來說，Stratum 的簡單和可擴展使它得到了大多數礦池的青睞，然而它自身的一些缺點，卻成爲比特幣的挖礦情況整體變得傾向中心化。

Stratum 核心問題是，它將創建區塊和選擇交易的能力從單個礦工重定向到礦池運營商。Slushpool 在其協議提案中承認了這一點，但它也聲稱「99% 的真正的挖礦者並不關心交易選擇」，「他們只是希望獲得儘可能高的塊獎勵」。

 集中化挖礦 

通過加入基於 Stratum 協議運行的礦池，ASIC 礦工放棄了他們自主選擇塊中所含交易的這個能力。在 Stratum 中，礦池創建塊模板並將這些模板發送給他們的礦工。然後，採礦工使用這些模板挖區塊，按原樣應用邏輯和規則，並將其挖礦工作的任何結果發送回礦池，以獲得區塊獎勵和交易的份額。

伴隨這種結構而來的一系列潛在後果是：

礦力控制:  塊模板控制有效地讓礦池決定他們的礦工在哪裏和挖什麼。因此，他們可以很容易地將這種算力重定向到他們喜歡的任何鏈上，就像 Bitcoin.com 在 BCH 去年分叉期間所做的努力那樣。

共識攻擊: 由於礦池運營商控制礦工的算力，於是礦池成爲那些希望影響/攻擊比特幣網絡的實體的誘人目標。其中一些例子包括，被交易所賄賂，進行重組/回滾攻擊，以追回被黑客入侵的資金，或受監管機構施壓要求攻擊某個鏈。

信號操作:礦池可以使用他們的礦工的哈希率發出信號，表示支持或拒絕某個提議或選擇分叉，而不會產生直接的財務成本。這可能會讓人對礦工們支持的內容產生一種錯誤的結論，而在存在爭議的硬分叉時期這可能是有害的。

,BetterHash採礦Protocol 

2018 年，Bitcoin Core 貢獻者 Matt Carallo 提出了 BetterHash Mining Protocol，目的在於減少現有挖礦協議中的問題。BetterHash 替換了 getblocktemplate 和 Stratum，將礦池通信交流功能劃分爲兩個協議:工作（Work）和礦池（Pool）。工作協議處理 Bitcoin Core 和池礦裏礦工之間的交流通信，而礦池協議處理礦工代理和礦池運營商之間的交流通信。通過分離這些通信功能，BetterHash 使礦池內的礦工使用它們自己選擇的交易來構成自己的塊，將分配礦池的工作交給礦池運營商來處理。

此外，BetterHash 還通過引入加密認證的連接機制，提高了礦池和礦工之間連接的安全性。

根據 BetterHash 比特幣改進方案，目前的 Stratum 分層協議缺乏「服務器和客戶端之間經過加密認證的連接」，這成爲「時間攻擊 (例如 MiTM) 的一個載體，允許惡意方在礦池操作員和/或其他礦工干預之前，悄無聲息地控制算力」。

這個攻擊向量在 2014 年被濫用，當時一個攻擊者劫持了 BGP 路由協議，瞄準各種加密貨幣礦池中的礦工，並將它們的算力路由到攻擊者自己的礦池中進行挖礦，而在這個挖礦過程中該礦池只給自己挖礦支付報酬。於是，BetterHash 的協議提供了一種加密認證方案，可以讓礦工和礦池驗證它們確實在彼此鏈接着保持着通信狀態。

此外，BetterHash 還引入了一個可選特性功能，使用「Weak Blocks」來改進塊傳播。Weak Blocks 是一個古老的概念，它提出了一種改進區塊傳播的方法，允許礦工在解決一個完全有效的塊之前，預先聲明他們正在處理的塊以便讓他們的同行進行驗證。如果礦工確實找到了有效的塊，而這個塊先前的所有 Weak Blocks 都被其他礦工已經被驗證和監視了，那麼這個礦工只需要傳輸更少量的數據而將塊再傳播到網絡裏，這也就從而節約了塊傳播的時間。

 BetterHash 的缺點 

雖然 BetterHash 爲去中心化的支持者提供了許多吸引人的特性，但它也存在有很多缺點。

對礦池來說缺乏動力：BetterHash 要求礦池操作者重組代碼，以完全支持新協議。然而，該協議並沒有爲礦池提供直接的好處。事實上 BetterHash 剝奪了礦池運營商的權力，因爲他們將不再能夠重定向和控制礦工的算力。

對礦工的激勵有限：BetterHash 要求礦工運行和維護自己的比特幣完整節點來創建區塊。這是資源密集型要求，因爲礦工們現在需要花時間確保他們的節點是在線的，並提供存儲空間來支持不斷增長的比特幣區塊鏈。作爲回報，礦工們可以創建自己的區塊，併爲網絡的去中心化做出貢獻，這更多是一種意識形態決策而不是商業決策。

礦池的力量仍然強勢：根據 Bitcoin Core 開發者 Eric Voskuil 的說法，BetterHash 協議下的礦池運營商仍然控制着支付酬勞和收益的過程，除非礦工挖掘礦池運營商指定的區塊，否則礦池很可能會以停止支付酬勞和收益等方式來威脅礦工。

 結語 

隨着對礦池中心化的威脅論仍在持續，BetterHash 引入了一種潛在的方法以減輕少數幾家占主導地位的礦池運營商所持有的統一權力。然而由於缺乏讓礦池運營商和礦工採用 BetterHash 的有效激勵方式，該提議似乎也只是一個提議而已，能否推行下去還是要靠礦工和礦池的雙方配合。

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