第二层：移徙和权力下放

工作证明

专业工具是币生态系统中被低估但至关重要的部分。作为生态系统技术栈的基础层，比特币的核心协议并不包含任何类用户轻松参与网络所需的全部功能。为此，出现了各种工具来促进某些形式的参与，包括简化支付的轻客户端、帮助匿名币的joinmarket等混合工具以及简化挖矿操作的服务和协议。

分层协议是后一种类中最重要的工具。它为矿坑与矿工之间的通信提供了一种标准化的方式，并已在网络上被各主要矿坑所采用。岩层的设计选择对币钻头的开发产生了深刻的影响，促进了联合挖矿的扩散。

在其当前形式中，池挖矿将挖矿任务分为两组：池操作员，负责订购事务并将块模板分配给矿工；矿工，通过创建实际工作证明来证明自己。

换句话说，当前池挖矿模依赖于事务调度器，它协调一组工作人员。这种分工将委托**问题引入到币矿。矿工承担着主要的经营风险，而联营体经营者在博弈中缺乏竞争优势。

协议的体系结构也做出了其他的权衡，其中一些不利于网络的去中心化、透明化和安全性。

然而，strata开发人员正在构建第二个版本的协议，称为strata v2。修订后的框架将把交易指令的责任转移给矿工，以避免协议第一版中隐含的利益冲突。因此，地层V2将保护矿工免受不诚实的攻击，并增强网络抵抗其他攻击的能力。

在本文中，我们将讨论地层V1中的缺陷以及地层V2如何解决这些缺陷。我们还将评估成功迁移的挑战和影响，以及Layer2和带外支付之间的关系。

挖矿简史

在比特币的工作量一致性证明模中，矿工们通过解决计算问题来竞争向区块链添加新区块。在每个区块，第一个解决这一难题的矿工将获得新一代币和区块中包含的交易的交易成本。因此，挖矿也被用来公平分配新一代币，这是铸造新一代币的唯一途径。

尽管比特币挖矿在网络早期由单一矿工主导，但联合挖矿很快成为一种替代方案。第一个矿井，slush pool，于2010年12月开始挖矿，比Genesis区块晚了不到两年。

为了向区块链添加新的块，挖矿者必须找到并呈现一个低于网络当前目标的块头散列值，这取决于它的难度。他们通过使用不同的kicker（称为nonce）反复散列块标题来实现这一点。难度参数大约每两周调整一次，这取决于找到的块的频率。

对于一个矿工来说，找矿块越来越难，更别说继续找矿块了。联合挖矿已成为矿工与网络互动的主要方式。通过与矿坑中的其他矿工协调和分享收入，单个矿工可以显著降低其收入的波动性。作为减少差价的交换，矿工向矿池运营商支付较低的收入的个位数百分比。

如今，大多数矿场还提供金融服务，以消除寻找矿块的矿工之间的差异，改善他们的运营。在短期内，这些服务也使运营商通过暴露在连锁层面的风险中，获得网络成功的既得利益，从而在一定程度上激励他们。

事实上，所有的矿场都是通过地层与矿工沟通的，地层最初是由slush pool的创始人Mareklt；slushgt；palatinus于2012年开发的。与slush pool一样，协议的参考实现目前由大脑维护。当前版本的stratumv1依赖于双方之间的通信：由矿池运行的服务器和由矿工运行的**。

第二层：移徙和权力下放1

服务器通过选择事务并将其排序到块模板中来协调矿工，并指派矿工为模板创建工作负载证明。服务器还负责按照矿工提交的工作量的比例支付矿工的费用。

同时，试图解决分配模板工作量证明问题的矿工可以提交部分工作量证明以换取份额。一部分工作量被证明是对比网络规定的更高目标的解决方案，这基本上是对一个更简单问题的回答，这个问题证明有些工作是在没有实际解决障碍的情况下进行的，而共享则赋予了接收者从池中退出的权利。这使得矿工们能够得到实际工作的报酬，而不仅仅是他们在散列彩票中的运气。

仿生命建筑

大多数矿井的矿井都依靠地层协议来协调工作和与矿工进行通信，但V1地层存在一些结构性问题，需要进行升级改造。协议架构中的这些缺陷是由于与位币挖矿的经济性不兼容造成的。

矿池行业是寡头垄断行业，大量散列率的矿池数量并不是特别多，需要攻击51%网络的合谋池数量更少。

就其本身而言，这一事实并不令人惊讶或担忧，因为有几个因素可以确保矿业中心化的趋势。

第一个因素是这个行业的独特性：寻找区块内部的差异对大企业是有好处的。资本成本较低的公司能够更好地克服干旱，这使它们能够避免将挖矿差异的风险转移给矿工，而不收取高额费用。矿坑的运营也是资本密集的，需要大量的基础设施成本。这些因素有利于稳定的参与者和邻近行业的老牌企业，便于获得资金。

游泳池行业是高度横向整合的行业，由于财务和战略原因，来自邻近行业的几家公司经营游泳池。这些资金雄厚的参与者包括bitcontinental等硬件Maker和交易所，如币安虎币。许多行业的矿库垂直市场，给新富企业的经营带来困难。

矿坑经营是一个商品行业。除了降低成本，差异化的机会很少。尽管可能存在一些差异，但资源池可以通过在多个链上挖矿来实现利益**化，或者通过设计创造性的支付机制来吸收差异，资源池最终将落入底部。

在少量矿藏的情况下，币钻头将继续工作：区块将继续出现，网络的激励机制基本保持一致。也就是说，与去中心化网络相比，中心化式网络的技术攻击和社会攻击能力较弱。在相同的条件下，具有更多竞争性的事务序列器比具有更少的事务序列器更好。此外，由于挖矿业的基本经济条件，任何使挖矿业多样化的尝试都必须接受这样一个事实，即竞争性联营的数量可能仍然很少。

在第1层中，池负责排序事务。这是危险的，因为它使池操作符有足够的散列能力来执行双花或审查事务，而不需要必要的硬件。在以牺牲大量矿工为代价加强资源库的过程中，这种架构最终将破坏去中心化。

第2层通过允许矿工（而不是联营体经营者）通过可选功能mdash；mdash；工作协商mdash；mdash；mdash；订购交易，解决了有关去中心化的问题。通过赋予挖矿者这种能力，地层V2可以帮助币钻头在矿藏之间的寡头垄断竞争面前保持去中心化。

带外支付

除了加大网络中心化度外，目前的池式挖矿模式也降低了挖矿的透明度。

权力中心化在位币池的手中导致带外支付。在这种情况下，位币池因包含除位币协议中指定的费用以外的块中的事务而得到补偿。

作为一个简单的例子，用户可以使用诸如PayPal或信用卡之类的链外支付方式来“贿赂”一个矿池，从而将一笔交易包含在一个区块中。这一特性通常被称为贸易加速，已经被几个矿场实现，包括BTC.com网站，pooli和viabtc，如果原始网络成本设置得太低，这将非常有用。

但是，带外协议也可以采用池和频繁事务处理器（如交易所）之间的长期合同的形式。双方都将降低利率不稳定的风险：交易所将能够确保其用户在不产生意外成本的情况下迅速撤出，而矿池将确保稳定的收入来源。

带外支付很难审计，这为矿场避免与矿工分担成本提供了一种可能的方式。由于成本的波动性，矿工不容易将池中挖矿区块的系统性低成本归因于非偶然因素。为了捕获恶意池，miner需要将自己内存池中的事务与块模板中的事务进行比较。这个过程需要实时执行，因为没有规范的历史内存池。更重要的是，不能将差异归因于贿赂，而不是节点位置的差异。

的争议实践暴露了矿库与矿工激励机制的错位。矿池可以获得非共享的协议外付款，而矿工实际执行链上交易所的必要工作。

第二阶层限制了带外支付的威胁，就像它反对中心化一样：支持工作谈判，允许矿工自己订购交易。在赋予矿工这一责任的过程中，第二阶层使得只有少数竞争性人才库的情况下，在网络层面上更加去中心化，也使得矿场更难短缺矿工。

执行缺陷

目前的地层建筑还有其他一些不利的功能。这些缺点使矿工有理由要求矿池的支持。

层V1消息是未加密的，这打开了哈希率劫持攻击的可能性。在这次攻击中，窃听者窃取了矿工提交的作业并将其归于自己。虽然哈希率劫持没有被观察到一个重要的规模，它代表了一个实质性的理论攻击向量。在第2层中，通过加密服务器和**之间的通信来解决这个问题。

V1地层会无意中鼓励矿工在新区块开挖后的短时间内挖矿空模板。通过将块体中的事务与前一块体的哈希值分离，地层V2允许矿池提前选择哪些事务将包含在块体中，从而减少空块挖矿。如果采用这种优化方法，将减少浪费的块空间，增加成本收益。

第2层还实现了一些小的效率改进。这些改进包括增加了仅头部挖矿，这减少了矿工处理模板所需的工作量，从ON编码的消息传递迁移到更轻的二进制编码格式，以及采用零时间后端交换，允许矿工更有效地在池和网络之间切换。

混沌迁移

V2地层的成功采用将对币钻头的下放产生重大影响。此外，还有一些有利因素可以促进该协议的采用，其中包括矿池的选择，可以为协议逐一增加支持。

换句话说，成功迁移有几个障碍。地层V2要求矿工运行兼容的固件。尽管braiins操作系统支持strata V2，但为了进入大多数市场，它可能要求Maker使用固件。

对于池，虽然转换**可以促进迁移，但效率的提高可能不足以证明转换成本的合理性。散列率劫持不影响矿池的底线，只影响矿工的底线，无心空块挖矿造成的收入损失很小。pool的bump等竞争协议也会威胁到挖矿软件的布局，增加挖矿池的转换成本，削弱比特币的安全模。

然而，V2层应用于矿井的最有力的一阶约束因素来自于工作协商所要求的矿井与矿工之间的动态变化。通过将成本优化的责任转移给矿工，矿工方的交易选择从根本上改变了双方的关系。