特性Stratum V2BraiinsOS & BOSminer

比特币挖矿堆栈
升级

我们的使命是,让您对您的比特币挖矿操作能有完全的控制——从矿机固件,到您所挖矿区块中的交易。

挖矿固件的升级
全新编写的挖矿软件
全新设计的挖矿协议
安全性
防止中间人攻击

数据传输可以被加密,来确保其完整性和机密性了。这就加强了协议应对中间人攻击的能力。尤其是哈希率劫持,在这种攻击方式中,攻击者用侦听矿工的份额(Share)并用自己的名义提交的方式,窃取矿工的奖励。

效率
使用二进制代码来优化数据传输

V2协议具有完整的二进制格式,消除任何不必要的数据传输。这就节约了“一位元”网络宽带(与V1协议比较更节约2-3倍),并减少延迟。

除了减少基础设施成本外,更高的效率还可以通过允许更高的提交率来减少哈希率差异(Hashrate variance),从而减少提交过时算力份额(Stale share)。

灵活性
为满足任何规模的挖矿作业的需求设计

无论您经营的是大规模的矿场,还是车库里的几台ASIC矿机,阶层协议V2都能让您更轻松。仅头段挖矿(Header-only Mining),零时后端切换(Zero-time Backend Switching)还有更多的功能,能让您进行各种独特的设置。

同时,阶层协议V2的设计是易于扩展的,这就让它可以一直,甚至在未来的几十年里,不断被改进,以满足行业将来的需求。

去中心化
符合单机挖矿时代标准的抗审查性

受到BetterHash提案的启发,我们让用户能自由地选择自己的交易集合(Transacion set)。它是通过我们已经集成到阶层Stratum V2协议中的工作选择机制来达成的。

同时,协议为矿池提供了否决无效的“外部谈判挖矿工作”(Externally negotiated mining jobs)的选项,并同时保证挖矿奖励的公平性,且不牺牲挖矿安全性。

我们目前已经有已经支持并使用Stratum V2协议的挖矿软件(BOS矿机软件)的原型。它是用“内存安全优先”的Rust语言编写的。除此之外,也还有从阶层协议V2到V1的编译代理,矿机通过这个代理,就也能与使用阶层协议V1的矿池进行通信(目前需要版本更新)。

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V2协议的优越性

V2协议的优越性

更低的矿工运转成本

通过减少数据使用量和启用更简单的设置(例如仅头段挖矿)给矿工省钱,同时减少矿工哈希率差异(Hashrate variance)。

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更低的矿池运转成本

通过减少数据传输的频率和大小,以及为只进行仅头段挖矿的矿工,减少他们所需提交份额的工作量验证的大小,能为矿池省钱。

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协议升级简化

通过更高的标准化,并名为仅头段挖矿的简化挖矿模式,使比特币协议升级变得更简单。仅头段挖矿能消除挖矿固件和协议与全节点一并都需要升级的要求。

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易于扩展

支持不会污染主要挖矿协议或不会让矿池的应用变的更复杂的,特定开发商的扩展。

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预防哈希率劫持

阶层协议V2(Stratum V2)使用带关联数据的认证加密 (AEAD),AEAD能确保敏感数据的加密性和完整性,从而让矿工的哈希率不能被窃取。BetterHash则针对中间人攻击的向量,提出了使用消息前签名(Pre-message signing)方法,尽管不如AEAD那样彻底。

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自定义工作选择

矿工能自己选择他们的工作(即交易集)了,这意味着挖矿将变得更像阶层协议之前的单机挖矿(Solo Mining)时期那样,但矿工仍可同时享受在矿池挖矿带来的奖励差异减少的好处。

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单独的工作选择协议

BetterHash的工作选择无法被矿池应用。阶层协议V2(Stratum V2)通过将工作选择设为单独的子协议组,并允许矿池拒绝有矿工提出的无效区块来解决这个问题。

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具有完整的固件应用

阶层协议V2(Stratum V2)的完整应用是BOS矿机软件的一部分。BOS矿机软件是由首脑-Braiins开发的一个免费开源的项目。这意味着任何矿工都可以下载BOS矿机软件,并轻松地在挖矿中享受到V2带来的好处。

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空区块消除

阶层协议V2(Stratum V2)将上一区块哈希值(prevhash)与其余的区块模板分开,这样一个完整的区块就能被提前准备好并发送给矿工,从而就消除了在发现一个新区块后要立即发送一个空区块的动机。

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零时后端切换

阶层协议V2(Stratum V2)在设计上能让矿工同时在多个矿池上进行挖矿,或同时挖矿多种币,并在它们之间即刻切换。这改进了例如币种切换功能的效率。

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和 BOSminer

提出新的用于矿池挖矿的协议是一方面,但实际上在整个比特币挖矿行业中推动此协议广泛采用实施是另一方面。和Braiins OS矿机操作系统和BOS矿机软件一起,我们提供的的实施开源参考,是能让任何矿工从V2协议正式的发布日期起就能马上用上它。

帮助我们的新开放
标准的发布

您是行业矿工? 软/硬件厂商? 或是对这方面了如指掌的高手?

我们非常想了解您对整个挖矿堆栈方面的见解和建议!这可能只是软件发布的一小步,但我们相信它将是比特币挖矿的一大步。

各方评价

常见问题

去中心化

阶层协议 V2 (Stratum V2)如何改善比特币的去中心化?

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。

有哪些激励机制让矿工与矿池协商自己的交易集?

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。

矿池是否对交易的有效性具有否决权?

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。

安全性

V2协议使用加密有哪些主要优势?

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。

加密会增加多少项目成本?

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。

阶层协议V2 (Stratum V2)采用

有哪些激励机制让大家升级到V2协议?

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。

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。

新协议实施,部署和采用的时间表?

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协议(Stratum)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BOS矿机软件的一部分,BOS是我们设计用来代替过时的CGMiner的新矿机软件。

Brains OS矿机操作系统和BOS矿机软件

开发Brains OS矿机操作系统的初衷是什么?

比特币ASIC矿机的制造商让他们的矿机固件越来越闭源,甚至他们的客户想要更改矿机的固件也变得困难起来。考虑到矿机制造商的数量很少,我们将这种行为视为会导致中心化的失败因素。通过提供开源的ASIC固件,我们让矿工不再被硬件制造商强迫信任,而是能控制他们自己的硬件,从而减轻受攻击的风险。

开发BOS矿机软件的初衷是什么?

BOS矿机软件是CGminer矿机软件的替代品。CGminer矿机软件需要被替代的原因是:尽管它是一个开源项目,但硬件制造商一直在偷偷地开发他们自己的CGminer代码库。他们经常在使用自己的代码库几个月甚至几年后,才在开源代码库放出他们的代码,到那个时候是否放出代码就显得无所谓了。这样一来,想要在新一代的ASIC矿机上支持第三方固件就变得更复杂,因为固件需要适应每台矿机上的不同(且闭源的)CGMiner矿机软件版本。通过开发BOS矿机软件,并保持其代码库的开源性,能显著降低为新ASIC矿机开发固件的复杂性。

为什么BOS矿机软件和Braiins OS矿机操作系统是用Rust语言编写的?

您在这里可以阅读我们为什么使用Rust语言的理由。

特性Stratum V2Braiins OS & BOSminer
简介
特性
Stratum V2
Braiins OS
BOSminer
常见问题