今年11月初，Slush Pool釋出了階層協議V2(Stratum V2)的初始技術規範，它是關於一份關於如何改進礦工與礦池的共同合作，從而保護比特幣網路安全的新挖礦協議。這個專案已經進行了數年的開發，它對比特幣挖礦的未來可能會產生巨大影響。
為了幫助讓整個比特幣社羣瞭解階層協議V2(Stratum V2)的重要性，Slush Pool的Jan Capek和Pavel Moravec與貢獻者Matt Corallo和Peter Todd一道，參加了Reddit比特幣板塊上的隨意問。部分有趣的討論話題包括：
如何激勵新挖礦協議被廣泛採用，以及可能的時間線。
V2協議與V1協議相比安全性改善的重要性。
階層協議V2(Stratum V2)如何改進比特幣挖礦行業中的去中心化這一關鍵方面。
我們在此對這些問題的答案進行了總結，請繼續閱讀。（為了更簡潔易讀，以下問答從隨意問改寫。如您想讀全文，請檢視原帖。）
專家簡介
階層協議V2(Stratum V2)的開發，由首腦-Braiins和Slush Pool的聯合創始人、聯合CEO Jan Capek和Pavel Moravec領導。首腦-Braiins公司成立於2010年，自2013年以來一直運營Slush Pool礦池。因此他們有能力設計V2協議，從而解決一些礦池和礦工使用原始協議時，遇到最大的問題。
Matt Corallo多年開發比特幣，他對比特幣核心，以及對比特幣生態圈中的無數專案做出了許多貢獻。他目前在Square Crypto工作，他們也慷慨地贊助了他到布拉格的差旅費用，讓他與我們一同制定V2協議的技術規範。
Peter Todd是另一位比特幣長期開發者，他對比特幣核心(Bitcoin Core)做出了了不起的貢獻。他是一名應用密碼學顧問，簡單地說，他是一位安全專家，他用他寶貴的見識幫助V2協議建立抵禦中間人攻擊的防禦機制。
階層Stratum V2協議如何改善比特幣的去中心化？
問：階層協議V2(Stratum V2)讓終端礦工在自己的區塊上進行挖礦，而不是挖由礦池提供的區塊。這會如何影響到挖礦的去中心化呢？這一特性的實際使用效能會有何不同？
Matt Corallo：它對挖礦的去中心化影響是巨大的。與致力於礦池的中心化不同，我們現在可以致力於實際礦工/礦場主人的中心化。您在Matt Corallo的提出的關於共識團體中心化(Consensus Group Centralization)的演講中可以找到以下的表格，說明它是如何改變雜湊率的分配。
而關於效能方面，解釋會比較複雜。對礦工來講，當有最佳化好的客戶端和良好的網際網路連線時，從礦池接收工作可能會更快。但對礦池來講，必須透過大量工作來最佳化好它的設定才會有更好的效能。
問：有哪些激勵機制讓礦工與礦池協商自己的交易集？
Pavel Moravec：目前礦池充當的是一個超大礦工的身份，礦池控制整個挖礦網路雜湊率很大的一部分。這意味著礦池可以試圖阻止（即審查）一些交易進入區塊鏈，礦池也能顯著地影響比特幣改進提議(BIP)的啟用過程，就像我們在2017年看到的SegWit訊號那樣。
礦工協商自己的礦區可以防止這種礦池的權力集中，這就類似像是他們在單獨挖礦。與此同時，礦工仍可享受在礦池挖礦帶來的獎勵差異(Variance in payouts)減少的好處。
問：礦池是否對交易的有效性具有否決權?
Pavel Moravec：在V2協議中，礦池總是可以主動拒絕由礦工提出的完整區塊，但不能拒絕區塊中的單個交易。即完整區塊的驗證由礦池來做，礦池透過驗證，會拒絕任何包含無效交易的區塊。
階層協議V2(Stratum V2)如何改進比特幣礦工和礦池的安全？
問：V2協議使用加密有哪些主要優勢？
Peter Todd：身份驗證非常重要。沒有它的話，攻擊者可以透過嘗試雜湊算力重定向的中間人攻擊(MITM)方式，將算力定向到另外一個礦池從而簡單地竊取。因為相當慢，公鑰簽名驗證並非是理想的，因此驗證每個訊息的簽名會讓效率非常低。
現代的身份驗證加密方案正好能提供所需要的功能：兩方之間的驗證通道，其中一個較貴的簽名操作用於建立共密(Shared Secret)，使用共密能夠讓對稱金鑰驗證方案快很多。現代的方法確實非常快，且經過了充分的研究，所以不太可能出現工程方面的意外。
在V1協議中，攻擊者可以在礦工收到工作分配前，竊取並且改變礦池傳送的工作分配，然後再在礦工試圖向礦池提交工作時，攔截礦工提交的工作——這就讓礦工或礦池都可能無法發現！在V2中已經能夠防止這種”雜湊率劫持“的攻擊方式。
問：加密會增加多少專案成本？
Peter Todd：礦池到礦工的成本會增加約5%，這是微不足道的。而對於礦工到礦池的通訊會增加16位元組（超過50%），但在這裡解釋背景很重要。因為即使透過了加密過程，V2的份額提交訊息與V1相比短50%以上。此外，V2協議的傳輸的總數量也減少了，最終來看，加密並沒有造成更多的資料。
階層V2協議的採用
問：有哪些激勵機制讓大家升級到V2協議？
Jan Capek：對於礦工而言，升級到V2協議最大的激勵之一是頻寬效率的改進，這樣即使在不佳的網際網路連線條件下，也可以進行挖礦。與此同時，頻寬效率的改進也幫助改進了提交效率，從而又減少礦工雜湊率的變數（這影響礦工在基於分數的獎勵系統中，例如PPLNS中的獎勵）。而在效率方面，礦池給礦工提前分配區塊的功能（與‘SetNewPrevHash’訊息分開）應該就能消除空區塊挖礦。最後，從基於JSON（即人類可讀的格式）的程式碼轉變到完全二進位制的（機器可讀）程式碼庫，能顯著地減少傳輸資料的大小。
Matt Corallo：另一個不可低估的激勵是加密驗證。如果您現在挖礦，您的ISP很有可能會竊取您1%的雜湊算力。而V2協議中的加密能夠解決這個問題。
問：新協議實施，部署和採用的時間表？
Jan Capek：在首腦-Braiins開源資料庫中有一份實施基準可參考，目前我們對它仍在進行更新以反映出技術規範的最新版本。我們估計最少需要3-5個月的時間來解決各種問題，然後才能大規模地進行部署。協議的實施則比較乾脆，在直接支援實施到階層(Stratum)協議前，現在礦場就能用V1到V2的翻譯代理（JSON到二進位制），礦池就能用V2到V1的代理，作為新協議採用的第一階段。
實施參考也是bOSminer礦機軟體的一部分，bOSminer是我們設計用來代替過時的CGMiner的新礦機軟體。
疑問或反饋？
階層協議V2(Stratum V2)可能不是比特幣世界發展中最性感的改進，但它是比特幣邁向成熟的重要一步。對於礦池運營商和終端的礦工而言，好處都很明顯。看著新的改進逐漸被採用，想想它對挖礦行業的未來影響，是多麼有趣啊。如您有任何疑問或反饋，請不要猶豫聯絡我們。
