矿工通过getblocktemplate协议与节点交互,或矿池采用stratum协议与矿工交互。即为矿池的两种典型搭建模式。 与getwork相比,getblocktemplate协议让矿工自行构造区块,因此使得节点与挖矿完全分离。矿工拿到一系列数据后,开始挖矿: 1、构建coinbase交易。 2、coinbase交易放在交易列表之前,构建hashMerkleRoot。因coinbase、以及交易次序均可调整,因此hashMerkleRoot空间可以认为无限大。因此getblocktemplate协议也使矿工获得了巨大的搜索空间。 3、构建区块头。 4、挖矿,即矿工可以在nNonce、nTime、hashMerkleRoot提供的搜索空间中涉及任意的挖矿策略。 5、上交数据,如果挖矿成功即提交给节点,由节点验证并广播。 getblocktemplate协议的问题: 1、矿工通过HTTP方式调用RPC接口向节点申请挖矿数据,因此网络中最新区块变动无法告知矿工,造成算力浪费。 2、每次调用getblocktemplate,节点都会返回1.5M左右数据,因频繁交互将因此增加大量成本。 Stratum协议将解决上述问题。
Stratum协议
Stratum协议,采用主动分配任务的方式,也即矿池任何时候都可以给矿工分派任务。对于矿工,如收到新任务,将无条件转向新任务。另外矿工也可以向矿池申请新任务。 最核心问题为,如何使得矿工获得更大的搜索空间。如果仅矿工仅可改变nNonce和nTime,交互数据少但搜索空间不足。如果允许矿工构造coinbase,搜索空间大但代价是需要将所有交易交给矿工,因此对矿池带宽要求较高。 Stratum协议巧妙解决了这个问题。即:基于Merkler树的原理,无需将全部交易发给矿工,只需将构造hashMerkleroot所需的少数几个节点交给矿工即可。同时将构造coinbase所需信息交给矿工,矿工可基于少数信息构造hashMerkleroot。照此方式,如果包含N笔交易,仅需将log2(N)个hash值交给矿工。因此可大大降低交互的数据量。 矿池的核心即给矿工分派任务,统计工作量并分发收益。矿池可以将区块难度分成更小的任务发给矿工,矿工完成任务提交矿池。如果全网区块难度要求前70位为0,那么矿池可以给矿工分派难度为前30位0的任务,矿池再判断是否碰巧前70位都为0。