比特币挖矿的两种方式

比特币挖矿的两种方式

比特币挖矿，一般有两种方式，早期一般都是solo方式，就是单枪匹马淘金，随着挖矿设备性能的指数级提高，solo已经无法保障收入，现在一般都是采用加入矿池的方式。

solo 方式

先上一个图

说明如下：

1. solo矿工一般通过bitcoind来网络上获得新的交易。
2. 挖矿软件(比如50Miner,GUIMiner之类)周期性的调用RPC方法(getblocktemplate)来从bitcoind取得新交易
   这个方法返回新交易的一览+coinbase交易
3. 挖矿软件用得到的交易构筑一个新的区块，并创建一个80字节的区块头部。然后，挖矿软件把区块头部和难度设定传给挖矿硬件(比如CPU，GPU，ASIC等)
4. 挖矿硬件穷举计算所有可能的头部nouce值，来寻找是否有符合难度设定的hash值。
   如果没有，那么挖矿软件会在coinbase中追加额外的nouce值，再交给挖矿硬件来计算。
   如果有，那么挖矿硬件把带有合适nouce值的区块头部返回给挖矿软件。
5. 挖矿软件把区块头部+区块做成完成的区块传递给bitcoind。
6. bitcoind把区块广播到P2P网络，等待网络确认。

矿池方式

挖矿这个事情，计算量越来越大，矿工得到收益的概率不但在降低，而且越来越不稳定。所以出现了矿池方式，大家一起挖，挖到了以后收益按照出力的多少来分配。

基本做法是：矿池把目标难度降低几个数量级，然后分配给各个矿工，矿工可能找到了很多符合矿池目标值的header，这个被称为shares。
其中，某个header碰巧符合目标难度值，则被矿池提交给P2P网络，而收益按照各个矿工提交的shares多少来分配。

可以和上图比较下

也说明下：

1. 矿池通过bitcoind来从P2P网络获得新交易
2. 矿工的挖矿软件连接到矿池，采用下面的方法之一来取得用于构筑区块头部的信息。
   getwork RPC
   直接提供给矿工构筑好的区块头部，现在基本只用于solo方式，并且是0.9.5及以下版本。
   getblocktemplate RPC
   提供给矿工coinbase交易，所有的新交易，以及版本号等其他必须信息。其中难度值是矿池接受shares的难度值，而不是P2P网络的难度值。
   矿工可以检查交易，甚至可以追加或者删除交易
   RPC都是通过HTTP协议，为了保证矿工可以及时拿到新的header，一般采用长轮询方式(longpoll)
   Stratum
   用于替代getblocktemplate。矿池只发送用于构筑header最少的数据给矿工，以减少网络通信。
   矿工不可以检查交易，也不能追加或者删除交易
   利用TCP通信保持双向直接连接。
3. 同solo方式的3
4. 同solo方式的4
5. 挖矿软件提供给矿池的是满足了矿池难度值要求的header，称为一个share
6. 矿池把满足P2P网络难度值的区块广播到网络中。

本文大部分是对Bitcoin Developer Guide进行了翻译和整理，图片也是来自Bitcoin Developer Guide。另外夹杂了一部分其他渠道的内容。