Stratum 矿池协议实例分析

Stratum 矿池协议实例分析

当前的主流挖矿协议是stratum，以前还有GBT(getblocktemplate)、getwork、getwork with rollntime extension等几种协议，它们都过时了，见bitcointalk上这篇贴子的讨论。

我用unomp搭建好矿池之后，不舍得把正在工作的ASIC矿机停下来用于这个测试，先用免费的Cpuminer软件把协议调通。cpuminer在 https://sourceforge.net/projects/cpuminer/files 下载，我使用的是win64的2.5.0版本。

这款小软件在2009年比特币诞生的时候还可以挖矿，现在它存在的意义就在于测试矿池协议了。软件包中的minerd需要几个命令行参数，为了清楚地看到通讯协议的详细内容，我只用了一个线程，并打开了调试选项，用户名是钱包的地址，这里的地址是比特币测试网络的地址。

minerd --algo=sha256d --threads=1 --url=stratum+tcp://my_pool_ip_address:3008 --user=myAzQj4bH4mMF2GpoLSY2v4qVquASTpzR4 --pass=x --debug --protocol-dump

Stratum协议的内容比较多，这篇贴子里有详细的介绍，这里只是给出我试验时的一些数据实例，有些内容暂时也不理解，需要以后再学习。以下内容中的客户端表示矿工miner，服务器表示矿池pool。

1. 客户端首先向服务器发送subscribe指令

{"id": 1, "method": "mining.subscribe", "params": ["cpuminer/2.5.0"]}

参数中指名矿工软件的名称和版本号。

1. 服务器端返回信息
   比特币挖矿实际上就是去寻找随机数nonce，有时所有的随机数都试遍了，仍无法满足目标，就需要用到extra nonce。

{
    "id":1,
    "result":
    [
        [
            ["mining.set_difficulty","deadbeefcafebabe0100000000000000"], //后面是stratum session id
            ["mining.notify","deadbeefcafebabe0100000000000000"]
        ],
        "70000000",  // ExtraNonce1 十六进制
        4   // ExtraNonce2_size  字节
    ],
    "error":null
} 

1. 客户端发送认证信息
   用户名是钱包的地址，我这里使用的是比特币测试网络的地址，并没有以1开头。

{
"id": 2, 
"method": "mining.authorize", 
"params": ["myAzQj4bH4mMF2GpoLSY2v4qVquASTpzR4", "x"]
}

1. 服务器返回true，表示用户验证通过

{"id":2,"result":true,"error":null}

1. 服务器端发回难度设置消息

{"id":null,"method":"mining.set_difficulty","params":[8]}

1. 服务器发送通知消息

{
"method":"mining.notify",
"params":[
    "3d",  // 作业ID
    "af8cecebf98...43100000000", //previous block hash
    "010000000100000....0000000", //generation tx part1
    "0d2f6e6f646.....5b36ec88ac00000000", //generation tx part2
    ["6fb6....80cb","d4464...49a5a290", ... ,"68d803...4ec79d161"], // merkle branches 默克尔树分支
    "20000000", // block version
    "1a3fffc0", // nBits encoded network difficulty
    "5a158226",  //nTime，时间戳
    false   // clean jobs，如果是true，则表示其它矿工爆块了，开始新一轮计算
]
}

矿工可能用到了多线程，所以需要job id来区分不用的线程，后面是一堆用于区块生成的信息。

1. 客户端发现一个nonce，提交给服务器

{
"method": "mining.submit", 
"params": [
    "myAzQj4bH4mMF2GpoLSY2v4qVquASTpzR4", //worker name
    "4c", //job id
    "00000000", //extranonce2
    "5a158557", //nTime
    "6ae65681"  //nonce
], 
"id":4
}

1. 服务器返回结果，返回true表示服务器认可客户端的工作

{
"id":4,
"result":true,
"error":null
}