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Mining

BetterHash

可能会 替代 stratum, 可以用来解决 矿池不需矿工同意挪动算力改挖其他币

挖矿进化史

历史上,各种 PoW 数字货币曾设计了若干种 Anti-ASIC 算法,试图达到这一目标,但这些算法都不尽人意。这些算法大致可 以分为两类:

  • 第一类是试图增加完成 PoW 所需要的局部存储,例如 LiteCoin 需要 128KB 的存储,而 Monero 需要 2MB 的存储。但在 28nm 以及更先进的工艺下,在集成电路片上集成 2MB 的 SRAM 已经不再困难。LiteCoin 的 ASIC 矿机早已诞生。而 Monero 的矿机最近也被生产出来了
  • 第二类是试图增加完成 PoW 所需要的 DRAM 带宽和 DRAM 空间,典型的代表是以太坊和 ZCash。这两种数字货币目前的矿机以显卡矿机为主。但值得注意的是,比特大陆已经量产了以太坊矿机 E3。可以预见,ASIC 矿机逐步替代显卡矿机将是不可避免的趋势。原因在于带宽密集的挖矿算法仅仅使用了显卡的 DRAM 访存带宽,对于显卡上的计算资源几乎没有使用,因此,可以设计类似显卡但计算资源大幅缩减的芯片,它的功耗和成本极低,但仍可执行带宽密集型的 PoW 算法。

Scrypt 算法

PoS

Mining pool

  • difficulty
    • difficulty = difficulty_1_target / current_target
      • target is a 256 bit number
      • difficulty_1_target can be different for various ways to measure difficulty. Traditionally, it represents a hash where the leading 32 bits are zero and the rest are one (this is known as "pool difficulty" or "pdiff"). The Bitcoin protocol represents targets as a custom floating point type with limited precision; as a result, Bitcoin clients often approximate difficulty based on this (this is known as "bdiff").
        • bdiff vs pdiff
          • 公式算出值 vs 矿池使用的 non-truncated 值
          • 比如
            • bdifficulty_1_target = 0x00000000FFFF0000000000000000000000000000000000000000000000000000
            • pdifficulty_1_target = 0x00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
    • Each block stores a packed representation (called "Bits") for its actual hexadecimal target. The target can be derived from it via a predefined formula.
    • maximum difficulty
      • maximum_target / 1
    • minimum difficulty
      • maximum_target / maximum_target = 1
    • hash_rate
      • hash target for diff_1: 0xffff*2^208
      • hash target for diff_D: 0xffff*2^208 / D
      • expected number of hashes we need to calculate to find a block with difficulty D: D * 2^256 / (0xffff * 2^208) = D * 2^48 / 0xffff
        • 即概率的倒数
      • one block found every 10 minutes (600s)
        • hash_rate = D * 2^48 / 0xffff / 600 = D * 2^32 / 600
    • time to find a block
      • difficulty * 2^32 / hashrate
  • miningpoolstats
  • extra nonce
  • stratumn protocol
  • solo pook
  • keep alive
  • bits, int, difficulty, hashrate
    • 用前导零来估算 int
    • (pool miner) difficulty
      • 收益计算
    • retarget
  • 什么是拒绝数？拒绝率？
    • 根据矿池的工作原理，矿池不断给矿机下发新的计算任务，矿机将计算结果提交给矿池。但是由于矿机与矿池的网络连接是有延迟的，从矿池下发新的挖矿高度的任务给矿机，到矿机接收到任务，在这段时间提交的结果已经过时，将不被矿池承认。拒绝率即无效提交与总提交结果之比。
    • 拒绝数是指矿机提交的算力不符合服务器要求，被服务器拒绝的工作量。拒绝率是指拒绝数占总提交数的比例，数值越小，矿机的工作效率就越高。
  • 幸运值
    • 每个区块的幸运值是矿池实际工作量与挖矿难度之比。如果工作量小于难度，说明运气比较好，幸运值就越高。挖矿的运气成分很大，幸运值发生波动也很常见，但挖矿时间越久，总幸运值越接近 100%。
  • 结算方式
    • PPS
      • 收益稳定，只要矿机正常工作就有收益，收益和提交的工作量有关，和矿池幸运值、交易手续费无关
    • PPS+
      • 该结算方式蚂蚁矿池将交易手续费分配给矿工，所以交易手续费高，收益高；交易手续费低，收益低
    • PPLNS
      • 收益与矿池幸运值有关，矿池幸运值高，收益高；矿池幸运值低，收益低
    • SOLO
      • 矿机爆块才有收益，如果矿机爆块可获得该块扣除挖矿手续费的所有收益，如果矿机不爆块则没有收益

Agent, Proxy

挖矿的代理早期是为了兼容协议，现在还用这个的一般是大矿场，可以节约带宽提高效率，特别是下发任务的时候，如果一千台机器，原来要同时接收1000次 ，用代理之后与矿池之间只有一次。内部再广播。

矿池优化指南

  • avoid orphan block
    • Information Propagation in the Bitcoin Network 中提出了几个优化传播的建议
      • Pipelining block propagation
      • Minimize verification
      • Connectivity increase
        • latency
          • important otherwise too late to start mining
          • num of conn isnt the key, unless there are only a few
    • 并指出了 Pipelining block propagation 和 Minimize verification 只能达到不显著的优化效果，重点还是 Connectivity increase
      • Pipelining block propagation
        • 就是及时告诉别人有新块, 叫别人来拿
          • 针对矿池
            • pool 每秒轮询wallet
            • wallet 主动udp通知 pool
              • wallet 生成新块的时机，除了 pool submit to wallet 之外，对wallet收到同步的块也主动生成
      • Minimize verification
        • 先 验过 difficulty，尚未验 merkle 就把新块告诉别人（因为要伪造能过 difficulty check 的成本也很高，所以不必担心这方面的攻击）
      • Connectivity increase
        • Information Propagation in the Bitcoin Network 采用了星型连接
        • 矿池与用户的带宽足够
        • 钱包上行速度足够
        • 多钱包
        • 高速传播网络? 如果区块能在高速传播，孤块率会降低了?
          • BTC 的 fibre 网络
          • eth 上全网到处搞节点, 最终的效果还不如不连节点, 就让自己发现
            • 但如果是 连接较差(比如海外)IP / 个人IP, 孤块概率就会较大
    • 算力大的会好些, 算力大了连爆几个块，自己的不会成为孤块
      • 刚开的时候没算力肯定纠结
    • ETH 叔块率高. 运气好 8%。运气不好 1020%
      • 出块时间快，网络传输延迟(国外也有不少算力，国外传播过来的延迟影响比较显著)导致
      • 为了降低叔块就要自己建立网络
      • 像 btc 这类，可以使用 get-block-template 挖出后向自己在全球部署的多个节点同时 submit-block
        • 而不是 打包过后的 header hash，即work，但 eth 和 btm 目前都只有 get-work 。
      • 鱼池的做法是，如果现在获取的是 a 钱包的任务对应的 get-work，就把这个任务的数据同步到其他钱包，然后同时 submit
        • 比起自己的节点之间保持直连，挖出后才用区块同步机制进行同步，效果更好
    • 叔块率难以降到 10以下
      • 除非都挖空块？
        • 空块也有区别
          • coinbase tx
      • 挖空块没意思
        • eth 交易费很高，不挖交易很吃亏
        • 现在都是 pps+，交易费高时也提高了收益
          • 如果挖空块，就算没有叔块矿池也要亏钱
  • DDoS
    • 一层硬件防火墙
    • 软件防火墙不太行
  • 藏块攻击