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这是比特币火车时事通讯的作者费德里科·里维 (Federico Rivi) 发表的评论社论。
比特币挖矿触手可及：家用电器、智能手表和智能眼镜等可穿戴设备，都可以通过专用微芯片进行挖矿。 这是许多比特币人所希望的未来。
虽然这种情况可能与等待我们的现实相去不远，但今天我们仍处于比特币的 起源 章节和现实并不像 Antonopoulos 预测的那样。 事实上，挖矿是中心化的。
上个月，Foundry USA 仅协调 34% 的哈希率. 如果我们添加 Antpool，其份额为 总哈希率的 18.2%，我们拥有比特币全球 52% 的计算能力，仅掌握在两个矿池手中。
著名的比特币开发者 Peter Todd 最近指出了这种中心化的问题：
“比特币已经死了。” “采矿结束了。” “他们将监管比特币。” “审查制度将会到来。”
我已经能听到你的声音了，但我们应该保持冷静。 要了解其影响是什么——以及解决方案是什么——我们需要退后一步，回顾一下“矿池挖矿”的概念。
矿池挖矿的演变
您愿意每五年收到一次 100,000 美元还是每年一次收到 20,000 美元？ 大多数人对这个问题的回答解释了矿池的出现。
从长远来看，支出是一样的，不同的是收到付款的频率。 在像采矿这样竞争激烈的环境中，这是至关重要的。 它可以决定矿场的生存或破产——无论比特币价格如何变化——必须通过支付电费以及购买硬件或其他费用的任何贷款来保持机器运行。
矿池是一个服务器，通常由一家公司运营，它将位于不同地区的矿场和个体矿工联合起来，汇集他们的计算资源并将它们组合成一个团队的产品，参与比特币挖矿的竞争。 与个体矿工的渺茫机会相比，矿池协调的高算力使得更频繁地赢得工作量证明竞赛并将奖励按计算比例重新分配给所有成员成为可能他们提供的力量。
让我们举个例子：运行一个产生全球哈希率 0.025% 的矿场——今天这项活动需要数百万美元的投资——概率上允许矿工每 4,000 个写入一个比特币区块链。 考虑到每 10 分钟产生一个区块的平均速率，这意味着每月获得一个区块奖励，目前价值 6.25 个比特币。
然而，在可用的相同计算能力下，人们可以选择加入一个控制着全球哈希率 25% 的矿池。 从统计上看，该矿池很可能每四个区块开采一个区块，即每 40 分钟一个区块。 决定加入的矿场根据其提供的算力按比例获得报酬，因此它总是每月带来相当于一个区块的收益，但平均每 40 分钟支付一次（更常见的是矿池支付奖励每天一次以减少费用）。
加入矿池使未来更可预测，因为支出虽然不一定比单独挖矿高，但更频繁。 第一个游泳池于 2010 年以 Slush Pool 的名称出现，现在被称为 脑池，从那时起，该模型的数量就减少了。
如上所述，网络的大部分计算能力现在都掌握在矿池手中，这些矿池不可避免地构成了中心化点。
那么，挖矿现状如何，存在哪些风险呢？
美国铸造厂的崛起
2021年2月15日，Foundry USA Pool 协调 0.98% 的哈希率. 两年后，这个数字上升到 34%。 在此期间发生了什么？
铸造厂 是一家总部位于纽约的公司，由 Digital Currency Group (直流电)，世界上最大的“加密货币”投资基金之一。 在 Foundry 的各种活动中，挖矿是通过其 Foundry USA Pool 业务进行的，该业务已成为美国机构矿工的事实上的基准。
Foundry 的增长部分与 2021 年 5 月的中国采矿禁令. 正如当时广泛报道的那样，许多逃离中国的矿工 涌向哈萨克斯坦 以及 美国. 最受欢迎的目的地之一是 得克萨斯州，现在被认为是世界上最适合采矿的地区之一，尤其是因为 友好的规定.
在最近的一次采访中， 加布里埃尔韦内蒂一位矿业研究人员和 Stratum V2 开发人员告诉比特币杂志，“位于德克萨斯州的大多数矿机都在 Foundry 之下。”
美式矿池的发展背后可能还有另一个原因：当时（2020 年底至 2021 年初的牛市）对新 ASIC 的大量投资，当时许多竞争对手可能更专注于获利回吐。 例如，2020 年 9 月，Foundry 已经签了 与 ASIC 制造商 MicroBT 合作，提供对新产品的优先访问权 M30S ASICs 给它的机构矿工。
从购买 ASIC 到开始运行可能需要几个月的时间，尤其是在芯片不可用的时候。 因此，当新硬件准备在 2021 年底投入运营时，Foundry USA 将获得很大的市场份额。 从 2021 年 10 月的 8.5% 上升到 2022 年 1 月的 19%， 例如。
挖矿中心化的危险是什么？
为什么 Foundry USA 协调全球 34% 的哈希率是一个问题？ 因为迄今为止，尽管矿池的算力是由大量不同的矿场提供的， 候选区块 由游泳池建造。 池决定将哪些交易包含在块中。 这引入了一个漏洞点，可能会导致两个问题：交易或地址审查和 51% 攻击。 后者可以有两个目的：
- 拒绝服务：故意挖掘空块，通过阻止交易被批准来减慢网络速度。 以 34% 的计算能力，这可能是每三个空块。
- 双重支出：取消攻击者进行的交易，并通过区块链分叉将其放入最近批准的区块中。
矿工和矿池用于相互通信的当前协议使威胁成为可能：Stratum V1。
但是，我们知道解决方案是什么，它的名称是 Stratum V2（详见下文）。 目前，Braiins Pool、Foundry USA 本身和一个团队 独立的开源开发人员 正在努力。 后一组包括 Vernetti。
根据假设的美国义务，Foundry USA 是否有可能开始审查特定交易？
“在技术层面上，它可能会发生，”Vernetti 说。 “但是要多久？ 审查持续的时间越长，矿工意识到这一点并开始将他们的活动转移到其他矿池的时间就越长。 这是因为审查意味着佣金的损失，因此矿工有经济动机转移到一个收集这些佣金的矿池，而不是避免审查交易。”
MARA 池的先例
这方面的相关先例可以追溯到 2021 年 5 月。Marathon 控制的泳池 MARA Pool， 在本月初决定只开采符合 OFAC 交易的区块，从而审查被美国财政部列入黑名单的地址。 比特币社区的起义和没有其他矿工效仿的事实使 MARA Pool 在不到一个月的时间内扭亏为盈。 5 月底，Marathon 在一篇文章中写道 新闻稿 它将不再过滤交易。
因此，审查的危险似乎很小，而且在任何情况下都可以在短时间内轻松解决。 那么，由 Foundry USA 领导的 51% 攻击的可能性有多大？
“一旦发起拒绝服务攻击，即挖掘空块以减慢交易批准过程，区块链上的一切都将可见，”Vernetti 说。 “然后，矿工们会立即将他们的哈希率重定向到其他矿池。 这是因为，如果没有交易费用，每个矿工的工作收入就会减少。 矿工将有直接的动机将哈希率提供给另一个矿池，该操作仅需一分钟。 如果 Foundry USA 开始挖掘空块，在我看来，它会在一小时内损失其协调的哈希率的一半。”
“也许针对双花的 51% 攻击更令人担忧，”Vernetti 继续说道。 “在技术层面上，即使哈希率较低，人们也可以尝试双花，但同样，原因是什么？ 因为 Foundry USA 确实被视为美国控制的机构池，但它仍然是一项业务。 它的经济利益是使网络尽可能好地工作。 双花会破坏比特币作为不可篡改网络的地位，我想这可能会导致其价格立即暴跌。 反激励措施可能包括美国支付 1 万亿美元用于实施此类攻击。”
解决方案：Stratum V2
一旦广泛使用矿工和矿池之间的新通信协议：Stratum V2，审查风险和矿池 51% 攻击的风险将被消除。
该协议允许每个单独的矿工构建自己的候选区块，从矿池中移除这种权力。 因此，该池将无法从区块中排除列入黑名单的交易，也无法写入空区块或尝试双花交易。 编写区块的责任从矿池手中转移到了所有矿工的手中。
Stratum V2 已由 Braiins Pool 实施，并由 Foundry USA 定期测试，但绝大多数哈希率仍由使用 Stratum V1 的矿池协调。
促使矿池采用 Stratum V2 的激励措施是什么？ 什么会导致他们自愿选择失去对区块建设的控制权？
“Stratum V2 协议的另外两个基本特征：安全性和性能，”Vernetti 回答道。
“安全性：与 Stratum V1 不同，Stratum V2 是一种加密协议。 它不允许今天可能发生的哈希率劫持攻击。 在这些攻击中，黑客阻碍矿工与矿池之间的通信，获取矿工产生的工作证明并假装是这些证明的作者，指示矿池将奖励发送给他。 这不会发生在 Stratum V2 中，因为通信是加密的，因此外部观察者看不到矿工向矿池提供的工作量证明。 这是第一个激励：有了这样的安全性，与不提供这种保证的矿池相比，矿池可以吸引更多的矿工。
“性能：Stratum V1 中矿工和矿池之间的通信是人类可读的，它是 ASCII 码。 另一方面，在 Stratum V2 中，通信完全采用二进制代码。 这个小因素提高了性能，因为从人类可读字符到二进制的转换时间被节省了，所以在给定的时间范围内可以传输比 Stratum V1 中更多的信息包。 这很重要，因为能够提供更多的工作量证明对于赢得编写区块的竞赛具有决定性意义。 提高性能是一种竞争优势。”
这是 Federico Rivi 的一篇客座文章。 表达的观点完全是他们自己的，不一定反映 BTC Inc 或比特币杂志的观点。
