加密货币挖矿的演变
挖矿是工作量证明（Proof of Work）区块链安全性的核心。通过计算具有特定属性的哈希值，参与者能够在没有中央权威机构的情况下保护加密货币网络。当比特币在2009年首次推出时，任何人都可以用普通的电脑与其他矿工竞争，猜测下一个区块的有效哈希值。那时，挖矿难度很低，网络上的哈希率也不高，因此无需专门的硬件就能将新区块添加到区块链上。
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显然，能计算出最多哈希值的电脑会发现更多的区块。这导致了生态系统中的一场军备竞赛，矿工们争相寻找竞争优势。在尝试了各种硬件（如中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）、现场可编程门阵列（FPGA））之后，比特币矿工最终选择了专用集成电路（ASIC）。这些挖矿设备不能用来浏览网站或发推特，它们的唯一任务就是计算哈希值。由于ASIC专为此目的设计，它们在这方面做得非常出色，以至于使用其他硬件进行比特币挖矿已变得非常罕见。
什么是矿池？
好的硬件只能带你走那么远。即使你运行着几台高性能的ASIC，你在比特币挖矿的海洋中也只是沧海一粟。你实际挖到一个区块的几率非常小，即使你在硬件和运行所需的电力上投入了大量资金。你无法保证何时能获得区块奖励，甚至不确定是否能获得奖励。如果你追求的是稳定的收入，加入矿池会让你有更大的机会获得回报。
假设你和其他九个参与者各拥有网络总哈希率的0.1%。这意味着平均来说，你每千个区块中会找到一个。每天大约有144个区块被挖出，你可能每周能找到一个区块。根据你的现金流和对硬件及电力的投资，这种“单干挖矿”方式可能是一种可行的策略。然而，如果这点收入不足以盈利呢？你可以与我们提到的另外九个参与者联合起来。如果你们所有人结合哈希率，你们将拥有网络1%的哈希率。这意味着平均每百个区块中你们会找到一个，相当于每天一到两个区块。然后，你们可以将奖励分开，并在所有参与的矿工中分享。
简而言之，我们刚刚描述的就是一个矿池。它们现在被广泛使用，因为它们保证了成员更稳定的收入流。
矿池如何运作？
通常，矿池会安排一个协调者来组织矿工。他们会确保矿工使用不同的nonce值，以便他们不会浪费哈希能力尝试创建相同的区块。这些协调者还负责分配奖励并支付给参与者。有几种不同的方法来计算每个矿工的工作量并相应地奖励他们。
按份支付（PPS）矿池
一种更常见的支付方案是按份支付（PPS）。在这个系统中，你将为你提交的每个“份额”获得固定的金额。一个份额是用来跟踪每个矿工工作的哈希值。每个份额的支付金额很小，但随着时间的推移会累积。请注意，一个份额并不是网络中的有效哈希值，它只是符合矿池设定的条件的哈希值。
在PPS中，无论你的池是否解决了一个区块，你都会获得奖励。池运营商承担风险，因此他们可能会收取相当大的费用——要么是用户的预付费用，要么是从最终的区块奖励中扣除。
全额按份支付（FPPS）
FPPS模型使用PPS系统，但池参与者还可以获得交易费用的份额。FPPS通过在一段最近时期内计算标准网络交易的平均值，并根据提交的份额分配这笔费用来实现这一点。
按最后N份支付（PPLNS）矿池
另一个流行的方案是按最后N份支付（PPLNS）。与PPS不同，PPLNS只有在池成功挖出一个区块时才奖励矿工。当池找到一个区块时，它会检查最近提交的最后N个份额（N因池而异）。要获得你的支付，它将你提交的份额数除以N，然后将结果乘以区块奖励（减去运营商的份额）。
举个例子，如果当前区块奖励是12.5 BTC（假设没有交易费用），运营商的费用是20%，那么矿工可用的奖励是10 BTC。如果N是1,000,000，而你提供了50,000个份额，你将获得可用奖励的5%（或0.5 BTC）。
你可以找到这些两种方案的几种变体，但它们是你最常听到的。虽然我们谈论的是比特币，但大多数流行的PoW加密货币也都有矿池。一些例子包括Zcash、Monero、Grin和Ravencoin。
矿池是否对去中心化构成威胁？
当你阅读这篇文章时，你的脑海中可能会响起警钟。比特币之所以如此强大，不正是因为没有单一实体控制区块链吗？如果某人获得了大部分哈希能力会怎样？
这些都是非常合理的问题。如果一个实体能够获得网络51%的哈希能力，他们可以发起51%攻击。这将允许他们审查交易并逆转旧交易。这种攻击可以对加密货币生态系统造成巨大的破坏。
矿池是否增加了51%攻击的风险？答案是：可能，但不太可能。
理论上，排名前四的池可以勾结劫持网络。但这并没有多大意义。即使他们成功实施了攻击，比特币的价格可能会暴跌，因为他们的行动会破坏系统。因此，他们获得的任何代币都会贬值。
更重要的是，池并不一定拥有挖矿设备。实体将其设备指向协调者的服务器，但他们可以自由迁移到其他池。保持生态系统去中心化符合参与者和池运营商的最佳利益。毕竟，只有当挖矿保持盈利时，他们才能赚钱。
有几次池增长到可能被认为是令人担忧的规模。一般来说，池（及其矿工）会采取措施减少哈希率。
结语
加密货币挖矿格局因首个矿池的引入而永远改变。它们对希望获得更稳定支付的矿工非常有益。有了许多不同的方案可供选择，他们肯定能找到最适合自己需求的方案。
在理想的世界中，比特币挖矿会更加去中心化。然而，目前来看，它可以被称为“足够去中心化”。无论如何，从长远来看，没有人会从任何单一池获得大部分哈希率中受益。参与者可能会阻止这种情况的发生——毕竟，比特币不是由矿工运营的，而是由用户运营的。
