矿池权力过大？也许是时候让比特币使用 BetterHash 协议了

注意：原标题是 BetterHash：使用 StopAndDecrypt 的新哈希协议去中心化比特币挖矿。以下为译文：...

注：原标题为《BetterHash: Decentralizing Bitcoin Mining With New Hashing Protocols》（BetterHash: Decentralizing Bitcoin Mining With New Hashing Protocols），作者为StopAndDecrypt。

以下为译文：

简介

BetterHash 是目前由比特币开发人员开发的另一种挖矿协议。完成后，需要有足够多的矿工愿意使用该协议来切换到新矿池，或者需要有一个现有矿池愿意同时为新旧矿池服务，并且矿工逐渐准备好切换。无论哪种情况，初始转换都需要有足够多的矿工支持才能盈利，否则利润会波动太大。最终，矿工需要了解他们为什么要转换，以及有远见的矿池运营商（他们不想控制现有矿池）。这只有在正确理解和沟通当前系统的问题和风险的情况下才会发生，这是采用 BetterHash 挖矿协议的先决条件。

那么，目前比特币挖矿存在哪些问题？

比特币挖矿存在一种代理问题：比特币矿池不是矿工，而是矿池代表矿工发出不恰当的信号。矿池运行节点，节点负责构建区块、选择交易，并代表矿池中所有矿工支持哪条分叉链。这造成了一些激励问题，以及一些相当不受欢迎的政治压力。 Betterhash 旨在通过将这些责任交还给单个矿工来解决这个问题，并为了网络的更大利益而剥夺矿池的影响力。有了 BetterHash，矿工自己控制算力，矿池只负责协调和分配奖励。

矿池哈希率分布与投射到每个矿池的 Slush Pool 矿工分布

在开始之前，我们先简单回顾一下现有协议的结构差异，以及 BetterHash 协议将发生哪些变化。

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 矿工连接到矿池。矿池运行节点，选择交易，创建一个他们想要挖掘的区块，然后将该区块发送给使用他们的矿池的所有矿工，矿工开始对其进行散列。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，矿工可以运行自己的节点、选择交易、创建区块，然后进行挖掘。该区块将被配置为支付矿池的费用，并且与 Stratum 协议一样，矿工将使用这些不成功的区块（称为“份额”）来证明他们一直在为矿池进行挖矿。通过更改创建区块模板的参与者，然后围绕此概念构建新协议，BetterHash 绕过了我们将要讨论的所有问题。

如需更多关于目前正在开发的 Betterhash 协议的技术概述，Matt Corallo 的这段演示视频就足够了：

需要注意的是，“Betterhash”这个名字已经敲定了，正如视频中已经提到的那样。

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比特币挖矿现状

为了理解为什么切换到 BetterHash 如此重要，让我们解开与矿工现在生活方式相关的所有问题，如果他们使用 BetterHash 协议，这些问题就会消失。

简而言之，矿工单独挖矿的回报率极不稳定，这也是矿池在 2010 年诞生的原因。批评者会指出，矿池哈希率分布的现状使得比特币挖矿变得中心化，并且虽然反对者声称矿工可以切换他们使用的矿池，但问题并不总是那么简单。如果您是矿工，您的选择仅限于几个矿池，每个矿池都会有一些您接受或不接受的服务条款。而且矿池太大，无法提供多种选择。

其实，你别无选择，只能选择最适合你的池子，如果大多数池子或所有池子都做出了一些你不喜欢或不同意的决定，那么你就没有唯一真正的选择是解决这个问题，因为建立自己的矿池可能无法产生足够稳定的收入流。那些已经存在的矿池将变得更大，并且通过在他们的保护下拥有大量矿工，这些矿池拥有矿工没有的权利。我们将一一讨论。

矿池可以：

确定哪些交易可以包含在区块中，或者不执行。受贿在适当条件下重组区块链；积压的交易内存池以提高交易率；未经矿工同意，直接使用算力挖掘竞争分叉链；不诚信挖矿，动机应该是别有用心；使用矿工的计算能力发出提议；如上所述，所有这些问题基本上都是矿池构建比特币区块的直接结果，而不是矿工构建区块的直接结果。随着矿池的使用，第三方问题也随之而来。矿池可能被黑客入侵，黑客可能会执行这些攻击，或者矿池可能会在网络级别受到攻击，然后矿工可能会忙于解决问题或切换到另一个矿池。应用 BetterHash 后，矿池黑客无法控制矿工的算力，对矿池的网络级攻击不会对使用矿池的矿工造成直接影响。

在网络层面，攻击者可以摧毁大量计算能力，或者根据需要重定向它们。 BGP 攻击很容易完成，至少可以说，从中恢复所需的时间和资源是相关的。要了解攻击者如何窃取矿池能量并执行本文中所写的任何攻击，请观看下面的 3 分钟演示：

（网络级攻击讨论从 5:52 开始，到 9:00 结束）

毫无疑问矿池算力越大越好吗，协议是否适合采用取决于这些问题是否迫切需要解决。

但是，这些场景的可能性并不总是很好地代表必要性。

我想揭示一些假设的场景，以及一些已经以某种方式发生的场景，以便更容易理解对 Betterhash 的需求。因此，让我们仔细看看它们每个是什么。 （请注意，其中一些是假设性的，不太可能实际发生，有些需要非常具体的情况，有些已经以某种形式发生。）

< @1、矿池决定哪些交易进入区块

在讨论 51% 攻击的可能性时经常提出的一个问题是，是否可以说服足够多的池将交易类型或地址添加到黑名单中，即使是暂时的，问题就出现了。造成这种情况的原因可能是强制，也可能只是经济上的激励，无论是矿池本身还是外部支付奖励。

场景1：审查服务器的热钱包 假设某交易所的热钱包被40%的矿池列入黑名单（可能由竞争交易所在幕后支付），那么它并没有阻止这个热钱包进行交易，但它显着减慢了其事务处理速度。作为一名矿工，也许你不认为这种行为对生态系统是健康的，但也许你别无选择，因为你在其中没有发言权。场景 2：查看机密交易类型

“可能开发人员也一样懒惰”，导致代码忽略那些机密事务。

上述推文最终证明（如果我们相信他的话）该示例是非恶意的，但如果这种情况被认为是恶意的，则值得考虑。比特币目前没有机密交易，而且可能永远不会，但它有许多不同的交易类型。如果矿池有理由这样做，理论上他们可以忽略这些交易，因此某些类型的交易的积压会增加，交易费用会增加，并可能会减慢使用这些特定交易的任何服务。

相关阅读：ZCash 机密交易审查事件：@levdubinets/zcash-shielded-transaction-censorship-12098f21090b

2、可以贿赂矿池重组区块链

与上面的示例类似，矿池可以决定他们不希望将哪个版本的交易包含在分类账中，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，但如果一个矿池愿意这样做，只要有几个这样的矿池愿意接受贿赂，然后立即行动，那么矿工就没有发言权。它。

如果矿池愿意与矿工分享这些贿赂，那么矿工可以接受，但矿池给予矿工的份额越高，他们的积极性就越低。此外，在黑客攻击的情况下，黑客可以反击贿赂矿池，使情况更加复杂。

这是在交易所被黑客入侵后提到的建议。虽然矿池不准备这样做，但很多人用它来争论比特币挖矿是中心化的，关于这个话题的更多细节，请收听下面的播客，并注意如果使用 Betterhash，Nothing Matters 中的讨论，因为当矿工在构建区块而不是矿池时，甚至不需要考虑这些问题。

3、 矿池可以积压交易以提高交易率

矿池不仅可以阻止特定交易，还可以选择性地忽略低于一定比率的所有交易，从而增加每个尝试交易的成本。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合并这些交易的机会，因为这样做的回报对他们来说会更大，从而长期奖励较弱的矿池。我认为这不是微不足道的，因为我们已经看到了这种行为对如何在政治舞台上引导有关短期内增加费用的辩论的影响。

收费市场迟早会存在，但不应该通过限制网络规则来获利。虽然在矿池层面，处理这种行为可能存在竞争，但我们仍然看到一些矿池选择清空区块。在过去的某些情况下，即使区块中还有空间，某些矿池也只打包了每字节 5 聪以上的交易。这可能需要矿池之间的一些协调才能产生效果，但如果激励措施一致，那么协调就不难甚至没有必要，现在一小群矿池运营商将拥有其他人没有的有价值的工具。

矿池也可以隐蔽地做到这一点，而不是创建“未满”的区块，他们可以用看似合法但未声明的交易填充这些区块，然后通过引导他们相信新的“当前率”是真实的。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。在下图所示的时间内，Tx 积压的底部 50% 仅占矿工收取的费用的 7%。回报与交易积压中的中间费率非线性成正比，如果有足够大的池子想尝试这样做，它可以是有利可图的。

4、矿池可以不经矿工同意直接使用算力

其实，决定链条扩容的是矿池。矿池为矿工提供一个区块。事实上，他们只需要说“挖这个块”，然后矿工就会挖这个块，直到有人发现它。 ，然后矿池给矿工另一个区块。矿工自己不会跟踪不同的分叉，矿工通常认为矿池是诚实的，并且会挖掘你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。过去，当矿池决定不验证区块，而是对无效区块进行“SPV 挖掘”时，这会产生问题。作为一名矿工，你应该明白，你的时间和金钱不会因为矿池而浪费。

一个场景：

您是矿工，是矿池_A的一部分，您为矿池贡献算力，您将获得源源不断的付款。你做数学，然后检查，这永远不会改变。

矿池_A的运营商决定使用你的算力为另一条风险链提供算力（生命）支持。而这个链条可能是你不关心的东西，甚至可能是你不喜欢的东西，或者是竞争对手。矿池继续为你的算力支付“市场价格”，但你的算力实际上并没有在你认为的链上使用。

由于现在有一个完整的矿池在挖一条不同的链，因此网络的出块速度变慢（奖励减少）（市场可能会被愚弄，认为对另一条链的支持会更多），这降低了潜在价值你支持的链条。作为矿工，这可能是您想要避免的情况。不幸的是，这已经在现实世界中发生了：

5、矿池可以利用矿工的算力作弊

考虑上面的场景，这是一个很好的例子：矿池坦率地告知矿工他们的意图，并至少尝试为他们做出补偿。他们告诉矿工，如果你不喜欢它，你可以离开。但是如果矿池不诚实怎么办？

如果一个矿池说他们在挖两条链，黄链占算力的80%，绿链占算力的20%，而你通过它们挖绿链，你怎么做知道他们是诚实的，只有 20% 的矿工支持这条链矿池算力越大越好吗，他们可以单独告诉每个矿工他们是这 20%，并且他们是唯一支持这条链的人。矿工将不得不在侧通道上进行协调，然后将他们的哈希算力相加以确定他们是否被欺骗。主要问题是很多矿工都是保密的，很多人想要保持私密，而且应该保持私密。像这样进行协调以避免被欺骗和操纵是一种不切实际的解决方案。

这类虚假信息不仅可以让矿池充分利用所有矿工的综合算力，而且造假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、矿池可以使用你的算力来表示对提案的投票

此操作甚至不需要实际的链拆分。鉴于投票信号不是财务承诺，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暂时表示他们的支持。如果它失败了，就像我们在 NO2X 中看到的那样，它也不会花费太多的游泳池。不管结果如何，每个矿工的算力都在正常使用。

每一列代表一个矿池。每列的上半部分代表矿池拥有的算力，下半部分代表使用该矿池的其他矿工的种类。

没有人想要另一个 NO2X 方案，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，那么 NO2X 运动可能就没有必要了。

矿工不投票支持 Segwit2X，但矿池正在这样做

结论：视角问题

我希望人们阅读这篇文章时会有两种不同的反应，这两种反应都是我从少数阅读这篇文章的人那里得到的：

“我不知道矿池有这么大的权力。” “这篇文章，感觉矿池比实际拥有更多的控制权。” 现在，对于“元考虑”，乍一看，一个可能会想：“第一个人可能对矿池或比特币了解不多，第二个人是老手，对细微差别了解得足以更恰当地衡量这些情况。”另一种可能的观点是：“第一个人提供了一个新的、真实的视角来了解这个系统中的权力平衡，而第二个人在这个系统中已经有一段时间了，对事情的发展方式和潜在威胁变得过于自在和麻木不仁。 “两个初始响应都是有效的，元考虑也是如此。如果矿池不可能滥用系统当前的设置方式，那么就没有动力开发更好的协议，你也不会阅读这篇文章相反，如果矿池对比特币构成严重威胁，它们就会以不可挽回的破坏性方式滥用其权力（参见 BCash）。

除了这些两极分化的意见，我希望你能得到以下信息：

应该实现BetterHash，因为客观上它比比特币当前使用的协议更好。矿池滥用和网络攻击不应该是可行的，我们可以通过让矿工运行自己的节点来缓解这些担忧，这样他们就可以创建自己的区块并使用更好的矿池协议，该协议围绕简单但根本性的变化而构建。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。

其他资源：

Bob McElrath：比特币的去中心化矿池

与 Jimmy Song 的脱链：矿池如何与 Matt Corallo 合作

比特币做了什么：Matt Corallo 谈比特币的工作原理

感谢詹姆森·洛普和史蒂夫·李