一文看懂矿池是干嘛的
回顾过往，小明学习笔记已经从周更变成月更，这一篇距离上一篇可以说是季更了。由于我现在的工作主要是编辑了，所以一般是带着记者出去采访和写稿，很少自己单独写稿，所以学习笔记的更新估计也是绵绵无绝期。
这期要分享的是矿池，首先要感谢 xDAG 的核心开发者谢锐，同时他也是 xDAG 官方挖矿软件的设计者，年前给我科普了很多这方面的知识。
我们都知道，随着比特币而诞生的 PoW 共识机制，其挖矿的过程本质就是在做随机数碰撞，谁猜中者这个随机数谁就可以获得记账权、成为这轮的出块人。因为是乱猜，所以单位时间内猜的次数越多，猜中的概率就越大。
随着专业矿机等设备出现，比特币、莱特币等币种全网挖矿算力增加，大部分的矿工靠自己solo挖矿已经很难挖到币，矿池应运而生。矿池就像一个联盟，把这些零散的矿工甚至是矿场集合起来一起挖矿，按算力占比给矿工收益，这样既可以增加挖到币的概率、也可以稳定矿工的收入，同时矿池提供的技术也有利于降低挖矿效率。
矿池究竟把什么任务给到矿工？
神鱼也曾经总结，矿池其实就是在分派任务给大家算。不过，我想知道得更细节，就是矿工们究竟在算什么？矿池又是怎么分配任务的呢？
第一种，矿池只是一个节点，打包交易的还是矿工。矿池会把任务的完整信息给到到矿工，矿工打包交易、然后广播。矿工知道完整信息，但是需要填的东西比较多，签名也是矿工签的。
第二种矿池节点直接打包，给到矿工的是结果的中间状态，或者说非完整信息，矿工填完他要填的东西。块最后的组合由矿池来做。矿工把 nounce 发给矿池，签名是矿池。
看完上面两种方式，显然大部分商业运营矿池会选择第二种，挖矿收益的分配就是按照签名。如果我既是矿工也是矿池主，两种没有区别，大可选择第一种。
看到上面说的 nounce 值，你大概会有点懵逼，这其实就是我们常说的 PoW 过程中要碰撞的那个随机数，下面还会解释。
根据《精通比特币》一书，挖矿的目标是找到一个使区块头哈希值小于难度目标的 nonce。前提是选取的交易已经确定，说到这里，我们就需要来学习一下比特币的区块头结构。
再说说矿机的抗 AISC 属性
说到矿机，我问真的存在抗 ASIC 的算法吗？ 谢锐总体认为本质上没有抗 ASIC，不过不同的算法会让制造 ASIC 矿机的成本更高。
任何 PoW 币种都会有一套挖矿算法/软件，ASIC 芯片就是把这个软件烧成电路。最早的芯片都是专用的，比如收音机的芯片只能做收音机的东西。FPGA(Field Programmable Gate Array) 则是可编程阵列，在硅芯片上施加电压，一个与门就可以变成非门。这类芯片应用范围更广，首先上头成本比ASIC高；而且为了做得更通用，还是有冗余，没有 ASIC 高效。所以现在大家会在电脑上设计、在FPGA上设计，然后烧 ASIC。如此类推，GPU 甚至 CPU 能做的计算类型就更多了。如果想知道 FPGA 具体为什么比 CPU 和 GPU 更高效，可以参考这篇文章。
Ethash算法没有阻挡ASIC矿机的出现，只是拖延了出现的时间。
绑定内存带宽意味着可以通过提高内存带宽速度来提高算力，或者在相同内存带宽速度下降低功耗，只不过目前内存带宽价格过高以及ETH价格过低，从成本上考虑，ASIC矿机相较GPU来得不够划算。
2014年，Zeusminer研发出了专门针对scrypt算法的ASIC矿机。这也说明通过绑定某一硬件（如内存）从而抬高挖取的使用成本是没有办法完全杜绝ASIC矿机。”
现在大部分号称抗 ASIC 的挖矿算法，都是将内存和计算捆绑。
以太中文网还整理了一下不同 PoW 算法部署 ASIC 之后挖矿效率增长倍数：
矿池的收益分配模式
最后简单提下矿池的收益分配模式，其实这个已经有很多文章解释过。矿池的分配模式大类有两种：
第一种是实际出块情况分币：时间周期内，矿池挖到多少块，就按照算力比例分配所得挖矿收益（一般不包括手续费）。
第二种即按理论值分币：时间周期内（一般是一天），理论上矿池能得到多少收益，按照算力比例给矿工分钱，相比上一种稳定。
想知道得更详细，可以参考《科普入门 | 空块是什么？为什么矿工要挖空块？ 》这篇文章：
“挖空块技术唯一的优势就在于，因为空块只有一条信息，空块矿工省去了‘打包’大量信息的时间。这使得空块矿工挖完这个区块，直接就可以开始下一个区块的挖矿。
如果是大矿场甚至矿池级别的硬件，这一操作说起来只是节省了几秒钟的时间，不过大矿池几秒钟时间的算力，秒秒钟几百万上下真是一点也不夸张啊。
一般情况下，矿池是不喜欢挖到空块的。毕竟节省那点时间，也值不到收益的 6%~8% 啊。
最后就是区块链网络维护的问题了，如果大量的区块变成空块的话，需要传递的信息流通不了，也会造成区块链网络的大堵塞，堵塞带来的区块链网络性能下降是有可能降低数字货币价格的。
目前以太坊的空块率变高，可能是和即将到来的挖矿收益降低有关的，想着趁一个区块还奖励三个以太坊赶紧多挖点屯着。”
我是Odaily星球日报编辑卢晓明，探索真实区块链，爆料、交流请加lohiuming，烦请备注姓名、单位、职务和事由。
