目錄

• 導語
• 什麼是礦池？
• 礦池的運作機制
• Pay-Per-Share (PPS)礦池
• Pay-Per-Last-N-Shares (PPLNS)礦池
• 礦池是否會對去中心化造成威脅？
• 總結

導語

挖礦是工作量證明型區塊鏈安全保障措施的重要組成。無需中央機構的介入，參與者計算特定屬性的雜湊值，即可保障加密貨幣網路的安全。

2009年，當比特幣首次問世時，所有人都可以使用普通計算機和礦工競爭，推算下一個區塊的有效哈希值。當時的挖礦難度較低，網路中的哈希率也不高，不需要專業硬體便可將新區塊加入區塊鏈。

因此每秒計算出最高哈希的電腦能夠挖出更多的區塊，而這導致了生態系統的重大轉變。礦工開始想盡辦法，爭先恐後地搶奪競爭優勢。

遍歷CPU、GPU、FPGA等各種硬體後，比特幣礦工最終選擇了專用積體電路(ASIC)。在這些挖礦設備上，您不能瀏覽幣安學院，也不能登入Twitter發布貓咪照。

顧名思義，專用積體電路(ASIC)只能執行單一任務：計算雜湊值。這些設備專為特殊用途打造，性能極為強大，逐漸取代了其他類型的比特幣挖礦硬體。

什麼是礦池？

但硬體效能再出色，也無法解決一切問題。即便運行多部高效能的專用積體電路(ASIC)，也不過是比特幣挖礦大軍中的“滄海一粟”。即使重金打造硬體設備，耗費龐大電力，挖出新區塊的機率依然非常渺茫，

也無法保證何時獲得區塊獎勵，或許根本就是顆粒無收。如果您想要的是持續獲得收入，那麼進入礦池或許運氣會更好一些。

假設您和其他9位參與者分別擁有全網0.1%的哈希算力，這意味著您有望從平均每1000個區塊中挖出1個區塊。據估計，每天挖出的區塊為144個，那麼您大約一個星期就能挖出1個區塊。根據自身的資金能力，以及在硬體和電力上的投資，這種“獨立挖礦”的方式或許是可行策略。

然而，如果收入不足以獲利呢？那您可以和上面說的9位礦工通力合作。所有人的哈希算力相加，就擁有了全網1%的哈希率。如此一來，機會提升到“百里挑一”，每天就能挖出1到2個新區塊。然後，合作礦工平分所得獎勵。

簡而言之，我們剛才描述的就是一種“礦池”。礦池為礦工帶來相對穩定的收入，目前已廣泛應用。

礦池的運作機制

礦池一般透過協調員組織礦工挖礦。協調員監督礦工使用不同的數值尋找隨機數，確保其不會將哈希算力空耗在創建相同的區塊上。協調員還負責為參與的礦工分發獎勵並支付費用。目前，有許多不同方式可以計算每位礦工的工作量及相應的獎勵。

Pay-Per-Share (PPS)礦池

Pay-Per-Share ( PPS)是最常見的獎勵分配機制。在這個機制中，礦工提交的每個“份額”(share)都對應固定金額的獎勵。

“份額”用於記錄礦工貢獻的哈希算力。每個“份額”對應的報酬相對較低，但會隨時間推移而逐漸增加。請注意，這裡的“份額”並不是網路中的有效哈希值，而只是符合礦池所設定匹配條件的哈希值。

在PPS機制中，無論礦池是否產出區塊，礦工都能獲得獎勵。然而，礦池經營者需要承擔風險，因此會收取一定費用。這筆費用可以提前向礦工收取，也可從後續的區塊獎勵中扣除。

Pay-Per-Last-N-Shares (PPLNS)礦池

Pay- Per-Last-N-Shares (PPLNS)是另一個熱門的分配機制。與PPS不同，PPLNS只在礦池挖到新區塊時才獎勵礦工。礦池挖出新區塊後，該機制將核實先前所提交“份額”的N值（N值根據礦池情況而有所不同）。礦工提交的“份額”除以N，再乘以區塊獎勵，最後扣除礦池運營者的分成，即得到礦工的報酬。

我們舉例說明：如果目前區塊獎勵是12.5枚比特幣（假設沒有交易費用），業者收取20%的服務費，礦工最終獲得10枚比特幣的獎勵。如果N為100萬，而礦工貢獻了5萬“份額”，則礦工的報酬為區塊獎勵的5%（也就是0.5枚比特幣）。

雖然市場中類似的機制層出不窮，但最常見的還是以上兩種。請注意，雖然我們一直在討論比特幣，但最熱門的Pow型加密貨幣都有礦池，典型範例包括：Zcash、門羅幣、古靈幣(Grin)和渡鴉幣(Ravencoin)等。

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礦池是否會對去中心化造成威脅？

讀到這篇文章，讀者腦中或許會敲響警鐘。比特幣之所以強大，不是因為單一實體無法輕易掌控區塊鏈嗎？假設有人控制了絕大多數的哈希算力，情況又會如何？

這些問題值得探究。如果單一實體掌控了網路中51%的哈希算力，就能發動51%攻擊。得逞後，攻擊者會刪除交易並撤銷已完成的交易。這種攻擊會讓加密貨幣生態系統變得滿目瘡痍。

礦池是否會增加51%攻擊的風險？答案是：可能會，但機率很低。

2020年4月16日，依礦池分割的24小時哈希率明細。資料來源：coindance.com

從理論來說，前四名的礦池有可能串通一氣，劫持網路。然而，這項操作並沒有太大意義。假設攻擊成功，比特幣的價格會因為係統遭到破壞而一落千丈。最終結果就是礦池挖出的代幣貶值。

此外，礦池不一定配備挖礦設備。實體會將裝置指向協調員的伺服器，但伺服器可自由遷移到其他礦池。對礦工和礦池運作者而言，維持生態系統的去中心化才是重中之重。只有挖礦持續獲利，眾人才能分得一杯羹。

在某些情況下，礦池的成長規模的確令人擔憂。礦池（及參與的礦工）一般會採取措施降低哈希率。

總結

隨著第一個礦池的引入，加密貨幣挖礦市場的格局就已經徹底顛覆。希望獲得長期穩定收入的礦工成為受益者。隨著各種新機制不斷問世，每個人都會找到最適合自己的方式。

在理想情況下，比特幣挖礦的去中心化程度會不斷加深。以目前程度來看，只能稱為“充分去中心化”。在任何情況下，沒有人能夠長期從單一礦池中獲得絕大多數的哈希率。參與者應該會預防這種威脅，畢竟比特幣是由用戶經營的，而非礦工。