礦池最基本的職能就是將礦工的的算力聚集起來一起去挖礦，在技術上的差異很小，現階段比拼的是算力和服務質量。主流礦池目前可分為位元大陸系和非位元大陸系，位元大陸系礦池礦有著礦機價錢優惠、獲取礦機的速度快等先天優勢；非位元大陸系的礦池則憑藉自己的口碑及差異化服務獲得礦工的支援，國內以F2Pool為代表，國外則以SlushPool為代表。本文從礦池行業現狀及痛點、礦池經營模式、市場格局、投資邏輯和未來發展現狀等對礦池行業展開分析。
作者
節點研究中心 趙越、郎瀚威
鯨準研究院 王帆、陳泓伊
本文顧問
F2Pool 神魚、王純、大魚
胖池 wiki
支援媒體
陀螺財經、星球日報、火星財經、金色財經、BlockMasterMail、金牛財經、嘻哈財經、零壹財經、巴位元、榮格財經、幣圈邦德、區塊財經、共享財經、快鏈星球
礦池的行業現狀與痛點
1.1礦池的行業背景
市場上的挖礦可以分為兩種方式，一種是 Solo（個人） 挖礦，一種是礦池挖礦。
下文以比特幣為例對礦池進行解析：
Solo模式的特點是礦工節點執行著一個獨立的比特幣網路節點，所以，礦工節點具備兩個基礎功能：網路路由（維護可信節點IP列表）和本地全鏈資料備份。這帶來兩個問題：
1）硬碟和頻寬要求大
資料本地儲存需要的硬碟空間也越來越大，已經百G左右。
2）挖礦成功概率極低
比特幣是基於POW共識機制的，隨著全網算力的指數級提升，個體的算力所佔的比例越來越低，也就意味著獲得記賬權的概率越來越低，挖礦成功率越來越低，2018年7月6日全網算力約35.74Eh/s，一臺螞蟻大陸S9i算力有13.5T，則出塊概率約260萬分之一，每天還有電費、網費、管理費的投入。面臨著挖礦數月不能出塊的風險。
於是為追求更持續穩定的收益，礦池模式出現了。礦池的出現，極大降低了礦工的技術門檻，只需與礦池連線，給礦池提供有效算力計算出的share提交即可，而不必去關心礦池用哪些軟體、哪些技術、怎麼選擇交易打包、如何構造打包區塊以及打包成功之後如何儘快釋出到位元網路等問題。
從此，數以千計的Solo礦工們聚集在一起，共享自己的算力，並分享其中某個礦工獲得的獎勵，“挖礦”行為因此從Solo挖礦進階為“礦池”協作挖礦。
1.2礦池的市場格局
截至7月3號中午11:00，按照最近三個月的礦池份額，排名前六的礦池佔據礦池79.2%的份額，分別是BTC.com（佔比25.5%）、螞蟻礦池（14.5%）、SlushPool（11.0%）、ViaBTC(10.0%)、BTC.TOP（9.2%）、F2Pool（9.0%）其中5家來自中國，BTC.com、螞蟻礦池、ViaBTC與位元大陸有直接關係；前10名的礦池只有兩家來自國外，分別是來自捷克的SlushPool和創立於俄羅斯的BitFury。
近3個月BTC礦池份額圖
截止時間：20180723 資料來源：BTC.com
1.3礦池行業面臨的痛點
1）DDoS攻擊
一旦礦池遭遇拒絕服務攻擊，將與礦機斷開連線，所有礦工的算力將浪費。
2）資金安全
比特幣挖礦行業涉及到資金保管與支付，安全問題是重中之重。
3）傳播網路
建立高速的傳播網路是降低孤塊率的要求，同時也應該減少報塊資料延遲。
4）網路穩定性
考慮到全球網路的互通問題以及國內網路的特殊情況，應確保網路連線的穩定性。
5）資料結構複雜性
礦池涉及到資料庫的讀寫，如何降低礦池資料結構的複雜度，以提高效率和穩定性維護系統重點。
6）算力支援
由於部分礦池的程式碼開源，商業模式可複製；算力越多，出塊概率越大，礦池的現金流越穩定，所以礦池行業最大的痛點是是否有足夠的算力。
礦池經營模式介紹
2.1礦池協議與角色
1）礦池協議：
“礦池”透過一種專有的協議，來協調成百上千個礦工。礦工在建立礦池賬號後，設定他們的礦機連線到礦池伺服器。礦機線上上執行挖礦時，需要保持和礦池伺服器的連線，和其他礦工同步工作。
常用協議包括：Stratum（STM協議）& getBlockTemplate（GBT協議）和已經過時了GetWork（GWK協議）。
2）角色：
“礦池”中的角色包括：
礦工：按照算力貢獻份額來賺取相對穩定的獎勵；
礦池管理員：收取一定比例的手續費，礦池管理員也可以作為Solo礦工參與算力貢獻。
2.2 礦池准入條件與獎勵分配機制概述
1）礦池對任何礦工開放。礦池中的某一個礦工成功挖礦之後， 出塊獎勵支付到礦池的固定比特幣錢包地址。獎勵不屬於挖到礦的礦工，而屬於整個礦池。
2）礦池會設定一個獎勵分配的“閾值”，這個閾值是針對每次計算的TargetHash值的難度目標，通常比比特幣網路難度低1000倍以上。比如，全網的挖礦難度為開頭連續10個0的Hash值，礦池設定的難度閾值為開頭連續7個0的Hash難度；礦池中的某一個礦工成功挖到礦後，那些成功進行Hash計算，並且達標礦池難度閾值的礦工可以分享到獎勵。
3）獎勵的分配，並不是挖到一個礦之後，立即分配的，而是當挖礦獎勵累積到礦池設定的一定量之後，進行一次獎勵的分配，或者按照固定時間如每天進行一次結算。
2.3 礦池的分類
市場上主要有託管礦池和P2P礦池，由於P2P礦池的效率低，所以這種模式漸漸淡出市場。
1）託管礦池
即一個公司或者個人經營礦池伺服器，礦池伺服器的所有者作為礦池管理員，他從礦工的收入中收取一定比例的管理費。
礦池伺服器連線到比特幣節點，並儲存維護一個完整的區塊鏈完整副本；所以，礦池伺服器可以替代礦池中的礦工進行交易的驗證。礦池協議伺服器在整個礦池網路中，屬於一箇中心化的節點。而中心化的節點就會出現兩個方面的問題：節點作惡(管理者可以使用礦池進行雙重攻擊或者使區塊無效)或者節點故障（斷聯導致的礦池礦工集體癱瘓）。
2）P2P礦池
P2Pool是一個點對點的挖礦礦池，沒有中心管理人，透過將礦池伺服器的功能去中心化，實現一個並行的類似區塊鏈的系統。
該系統是一個難度低於比特幣網路即時難度係數的區塊鏈系統。份額鏈允許礦工在一個去中心化的池中合作，以每30秒的間隔出塊，並獲得份額。份額塊標記著每個礦工的算力貢獻。當某一個份額塊的難度係數符合比特幣網路時，他將被廣播並被後鏈至比特幣主鏈上。
P2Pool中的礦工需要是專業的礦機，需要充足的記憶體和硬碟空間以及頻寬，每一個礦工本地不僅僅需要維護一個完整的比特幣區塊鏈副本，還需要維護一個份額鏈全量副本以及還要執行一個專業的P2Pool軟體。獎勵分配的方式與託管礦池相似。
2.4 礦池收益結算模式
市場上存在多種收益結算模式，主流挖礦模式包括：PPS、PPLNS、PPS+和SOLO模式，礦池在挖礦過程中也有聯合挖礦的模式，這種方式既解決了算力浪費，同時又可以幫助一些幣種，例如DOGE等抵禦51%攻擊。Proportional等挖礦模式則只在礦池的歷史上短暫存在過，或者只是提出過概念而未實施。除聯合挖礦模式外，儘管不同的結算模式計算公式不同，但是因為挖礦的獎勵來自於區塊獎勵和手續費，來源是固定的，所以各種結算方式的收益拉長時間線後，均值都是相同的。
挖礦模式一覽：
PPS：即根據解決問題所做的貢獻決定金額。使用者可以立即提取自己賺到的獎勵。獎勵是由礦池中的現有餘額支付的。PPS全稱為Pay Per Share。為了解決PPLNS那種有時候收益很高，有時候沒有收益的情況，PPS採用了新的演算法。PPS根據你的算力在礦池中的佔比，並估算了礦池每天可以獲得的礦產，給你每天基本固定的收益。
PPLNS：和PPS很類似，全稱Pay Per Last N Shares，“根據過去的N個股份來支付收益”，每過一段時間交易費也會被加入到區塊獎勵中，然後分攤給礦工。這意味著，所有礦工一旦發現了一個區塊，大家將根據每個人自己貢獻的股份數量佔比來分配區塊中的貨幣。在PPLNS模式下，如果礦池單位時間內能發現很多區塊，那麼分紅會非常多，如果礦池一天下來都沒有能夠發現區塊，那麼大家也就沒有任何收益。同時，由於PPLNS下，具有一定的滯後慣性，挖礦收益會有一定的延遲。
PPS+：可以理解為PPS+PPLNS結算的組合，PPS+模式在礦工中接受程度最高。每個區塊的挖礦收益=爆塊獎勵（12.5個BTC）+本區塊交易手續費（約為爆塊獎勵的1.9%），爆塊獎勵使用PPS方式結算保證基本收益，交易費用將根據PPLNS計算方法支付，提供激勵。
SOLO：礦機爆塊才有收益，如果礦機爆塊可獲得該塊扣除手續費的所有收益，如果礦機不爆塊則沒有收益
Proportional：在每一輪獎勵分發的過程中，礦工按照他們提交的份額獲得區塊的。份額收益取決於礦工在每一輪已經提交的份額，因此，hoppers將獲得超額收益，而穩定的礦商卻獲得更少的收益。這是最糟糕的獎勵制度，不能被使用。
Slush’s method：每一份額都會標記一個分數，分數這取決於提交的時間（時間的指數函式），而塊的獎勵是按照他們的分數來分配的。從歷史上看，這是第一個專門用來對抗跳躍的方法，儘管它是不完整的，一些跳躍仍然是可能的。這種方法完全可以被間歇的礦工使用，他們的長期平均回報不會受到影響。不過，間歇性礦工的差異將尤其嚴重。
Geometric method：這是一種更精確地實現Slush’s method。隨著更多份額的提交，份額的回報會呈指數級下降。經營者收取可變費用以維持穩定的歷史。該方法的總方差很高，但其在經營者和礦工之間的分佈是可調的。PPS是這種方法的一種特殊情況。
SMPPS：獎勵的發放與PPS類似，但是上限不超過礦池內的總額。
ESMPPS：在這種規則下，所有的礦商收到相同份額的獎勵。
Double geometric method：這是一種混合了geometric method 和 PPLNS，包括前者和後者的指數版本作為特殊情況。隨著未來份額的數量和被發現的區塊數量增加，份額會呈指數級衰減。成熟度、方差和操作風險是可調的。
聯合挖礦：聯合挖礦是指在挖一種幣的同時，會贈送另外一種幣。
礦池行業市場格局
3.1 礦池領軍企業一覽
根據近三個月的統計資料，國際排名前六的礦池有三家與位元大陸有直接關係，其中BTC.COM是位元大陸技術團隊打造，AntPool是位元大陸直屬品牌，ViaBTC是位元大陸A輪領投的企業。
主流礦池資訊對比圖
資料時間：20180423-20180723
3.2 領軍礦池經營特點
對於領軍礦池企業的經營特點，則以位元大陸系和非位元大陸系角度分析。
對於位元大陸系的礦池，由於位元大陸不僅是一家礦機生產廠商，從礦機、礦池、媒體再到投資，已經了有了完備的生態體系。所以這些礦池有著先天的優勢，一是礦機的價錢優惠，二是獲取礦機的速度也較快。
對於非位元大陸系的礦池，只能憑藉自己的差異化服務獲得礦工的支援，國內以F2Pool為例，F2Pool成立時間早，主要憑藉老客戶的口碑，以及優質的使用者體驗吸引算力，其算力構成主要是國內。國外以SlushPool為例，SlushPool隸屬於位於捷克首都布拉格的SatoshiLabs，有著地域上的優勢，算力構成主要是國外。
3.2.1位元大陸系
位元大陸系的礦池特點是：讓礦工自己權衡利弊，提供更大的選擇權，讓其選擇不同的收益結算模式。
1）BTC.COM
為了更好地讓利於礦工，BTC礦池於2月17日推出首創的 [FPPS] 結算模式，即Full PPS（完全PPS），對包括交易費在內的全部區塊收益進行分配。 相比傳統的PPS結算模式可提升 10%-20% 左右收益。
2）AntPool
螞蟻礦池支援4種結算方式：PPS、PPS+、PPLNS、SOLO。每種幣種支援的結算模式不同，費率也不同，客戶可以根據需求選擇。
資料來源：AntPool 資料時間：20180704
3）ViaBTC
挖礦收益按每小時記錄，設定自動提現的收益將統一在當天或次日10:00-18:00之間發放到指定地址。礦池支援三種結算方式：PPS+、PPLNS 和 SOLO模式。預設為 PPS+ 結算方式，使用者可以根據自己的風險承受能力，在設定中選擇不同的結算方式。
資料來源：ViaBTC 資料時間：20180704
ViaBTC礦池還有聯合挖礦，以BTC-NMC聯合挖礦對為例，表示每挖出一個BTC贈送2個NMC。聯合挖礦的模式可以促進另一幣種的活躍度。
資料來源：ViaBTC 資料時間：20180704
3.2.2非位元大陸系
非位元大陸系的礦池：站在使用者的角度思考問題，給礦工提供一鍵式服務，減少礦工的決策時間。
1）F2Pool
F2Pool又名魚池，創始人之一人稱“神魚”，是國內最早的一批礦池之一，魚池擁有20多個可挖幣種，分為該礦池的結算時間為每日08:00達到起付標準自動結算，08:00之前未支付的收益，不足起付標準則第二天08:00結算。支付時間：每日08:00–16:00自動付款，每日付款一次。
資料來源：ViaBTC 資料時間：20180704
F2Pool礦池官網提供了LTC與DOGE的聯合挖礦模式。
資料來源：F2Pool 資料時間：20180704
2）SlushPool
SlushPool的報酬計算方式：報酬=，其中：礦區價值=12.5BTC+礦區包含的交易費用，指數加權hash速率表示某個礦區被發現是的hash速率。礦池費用為2%。最低支付門檻是0.001比特幣。當支付的報酬低於0.01比特幣時，將有額外的0.0001比特幣費用產生。
3.3礦池份額表現一覽
2017年7月至2018年6月，BTC.com的市場份額 逐漸增長，AntPool的份額基本不變，老牌礦池如：F2Pool等則憑藉技術、服務等優勢逐漸擴大自己的影響力，2017年12月之後 “Other”其他礦池的份額逐漸降低，礦池市場有走向集中化的趨勢。
近一年市場份額走勢圖
資料來源：https://btc.com/stats/pool?pool_mode=month3
礦池的投資邏輯
1）資金量大
收益和風險較高，投資者目前遇到的問題是：一是對於看中的專案，投資者想投資礦池時卻沒有份額可投，二是礦池需要的投資量大，單個投資者即使獲得了投資機會，卻無法提供龐大的資金。
2）算力為礦池的核心競爭力
衡量礦池專案可以從技術和算力支援方面衡量，其中算力支援是更重要的一方面，在組建礦池的時候，是否有足夠的算力支援礦池，以獲得穩定的現金流，是礦池專案能否存活的關鍵。
3）間接投資
比特幣從誕生至今，幣市牛熊交替，能夠存活下來的礦池，有其礦場的支援，這類礦池所創立的專案也是很好的投資標的，可以看做是間接對礦池進行投資。
礦池的未來展望
1) 行業走向
從行業內部競爭看：礦池是整個市場的上游企業，分析近一年的市場份額，可發現礦池行業的企業逐漸走向集中化，所以小礦池未來會退出市場。
從行業外部構建看：礦池的市場定位是服務業，所以礦池這個行業的前景主要取決於可挖礦幣種的行業走向，礦池與未來區塊鏈世界技術走向緊密相關。從歷史發展來看，採用POW共識機制的專案越來越少，在市場需求萎縮、政策敏感、行業准入門檻較高的情況下，整個挖礦行業都在逐漸變得低迷，現有的礦池們亟待轉型。同樣，在上述背景下，礦池行業顯現出了排斥新入場者的特點，一是目前算力已被頭部礦池所把控，二是市場整體趨勢向下，未看到良好的發展預期。
2) 生態建設
礦池生態建設主要是縱向和橫向兩個維度。縱向的建設就是深耕礦池業，從軟體升級，再到到財務整理，將細節處理到最好，一切為使用者考慮，同時在技術上，時刻把握新演算法，例如嘗試PoS等新挖礦規則的玩法。橫向維度的建設主要以錢包生態為主，礦工挖出的幣直接放在礦池的錢包中，減少頻繁的轉賬既可以方便礦工，又可以減少整個網路的壓力。
3) 未來壓力
未來的礦池可能轉向PoS等模式的挖礦，但是那個時候行業不僅面臨礦池行業內部的競爭，也要面臨imtoken等錢包的競爭。
編輯: 陳文洋
【轉載須知】
1、本報告為Jingdata旗下專業的資料研究分析機構【鯨準研究院】原創作品，受《著作權法》保護，依法享有彙編權及註釋權；
2、轉載請留言後臺，取得授權後方可轉載；
3、禁止商用轉載，禁止二次編輯轉載。
