区块链矿池

矿池是比特币(Bitcoin)等P2P密码学虚拟货币开采所必须的基础设施，一般是对外开放的团队开采服务器，其存在意义为提升比特币开采稳定性，使矿工薪酬趋于稳定，目前国内较为著名的比特币商业矿池有F2Pool、BTCC Pool、BW Pool等。

产生背景

  在中本聪描述的比特币世界中，全网平均每10分钟产出一个区块，每区块包含50(现在是12.5，比特币每四年左右减半一次)个比特币，而一个区块只可能被某个幸运儿挖走，直接拥有里面的50(现在是12.5，比特币每四年左右减半一次）特币，其他人则颗粒无收，挖到的概率与矿工投入的设备算力大小成正比。这就注定了如果比特币挖矿参与人数庞大且分散到一定程度后，挖到比特币的概率将无限接近于零，跟中彩票差不多。或许投入一台矿机挖矿，按照概率，要5~10年才能开采到一个区块，这使比特币挖矿陷入尴尬境地，让普通人几乎没有参与的可能。

运作原理

  假设100万人参与比特币挖矿，全网400P算力，其中90%的矿工为1P(1000T)以下的算力，如果投入一台1T矿机，将占全网算力的40万分之1，理论上平均每40万个10分钟能挖到一个区块，也就是7.6年才能挖到一个区块然后一次性拿到50个比特币。那么，假如我再找9个拥有1T算力矿机的矿工，达成协定，我们总共10个人，其中任何一个人挖到区块，都按照每人的算力占比来进行平分，那么我们就是一个整体，总共10T算力，那么平均0.76年即可挖到一个区块，然后算下来到我们手上的就是0.76年开采到5个比特币，如果组织100人、1000人、1万人甚至10万人呢？如果是10万人，那么平均100分钟就能挖到1个区块，作为团队的一份子，我的收入将会趋于稳定。这就是矿池的基本原理，即大家组队进行比特币开采，可以参考彩票中的合买。
当然，以上只是对矿池的基本原理和性质进行简单的描述，实际情况会非常复杂。矿池是一个全自动的开采平台，即矿机接入矿池——提供算力——获得收益。

分配模式

目前矿池的分配方式主要有：PPLNS、PPS、PROP三种。

• PPLNS模式：(最纯正的组队挖矿)全称Pay Per Last N Shares，意思是说“根据过去的N个股份来支付收益”，这意味着，所有的矿工一旦发现了一个区块，大家将根据每个人自己贡献的股份数量占比来分配区块中的货币。
  (share就是股份的意思)举个例子：假设，张三、李四、王五，这三个人在同一个PPLNS矿池中挖矿，在过去的一段时间里，张三贡献了10个股份，李四贡献3个，王五贡献12个，加起来是25个股份，这时矿池发现了一个区块，区块中含有25个比特币，那么，张三就会分到10/25个区块的奖励，也就是10个比特币，而李四获得3个，王五获得12个。
  在PPLNS模式下，运气成份非常重要，如果矿池一天能够发现很多个区块，那么大家的分红时间会非常快，如果矿池一天下来都没有能够发现区块，那么大家当天也就没有任何收益，收益要等到你参加的区块被完全挖掘出来才能得到分配。
  同时，由于PPLNS下，具有一定的滞后惯性，你的挖矿收益会有一定的延迟，比如说，你加入到一个新的PPLNS矿池，这个时候你会发现前面几个小时的收益比较低，那是因为别人在这个矿池里已经贡献了很多个share了，你是新来的，你的贡献还很少，所以分红时你的收益都是比较低的。随着时间的推移，该结算的也结算了，大家又开始进行了新一轮的运算时，你就回到和别人一样的水平了。同样道理，若你离开了PPLNS矿池不再挖矿，你贡献的share还在，在此后的一段时间里，你依然会得到分红收益，直到你的share被结算完毕。

• PPS模式：Pay-Per-Share方式---该方式为立即为每一个share支付报酬。该支出来源于矿池现有的比特币资金，因此可以立即取现，而不用等待区块生成完毕或者确认。这样可以避免矿池运营者幕后操纵。这种方法减少了矿工的风险，但将风险转移给了矿池的运营者。运营者可以收取手续费来弥补这些风险可能造成的损失。为了解决PPLNS那种有时候收益很高，有时候没有收益的情况，PPS采用了新的算法。PPS根据你的算力在矿池中的占比，并估算了矿池每天可以获得的矿产，给你每天基本固定的收益。
  这么举例就很好理解：假设你的算力是100M，而整个矿池的算力是10000M，那么你就占据了矿池算力的1%，然后，假设矿池根据当前的难度和全球总算力，估算出矿池一天大约能够挖到4个区块，假定数量为100个，那么，矿池会为你每天支付全矿池1%，也就是1个币的报酬，这样，即使矿池今天只挖到了1个区块，你也是获得1个币(矿池亏本)，如果矿池超额发挥，挖到了10个区块，你还是只有1个比特币的收益(矿池大赚)。

• PROP模式：比特币区块的产生是：由矿池发现区块后向全网络广播，经过120次确认后，才会产生区块。PPS模式是：矿工每贡献一点速度，矿池就向矿工支付相应的比特币，矿池的币还是要来自真正的区块产生，只不过在真正的区块产生之前，矿池就提前支付给了矿工。PROP模式是：矿池经过120次确认产生真正区块后，会把比特币按每个矿工的贡献分配给矿工，这种模式更符合比特币区块的产生。
  为什么矿工在PROP模式的矿池每天挖出的比特币数量不一样？PPS模式是由矿池提前支付的，所以只要矿工的速度稳定，每天得到的比特币数量就稳定。PROP模式是要经过120次确认，矿池才向矿工支付，由于矿池产生真正区块是由概率决定的，所以矿工每天得到的比特币数量会不一样。矿工挖矿不是只挖一天两天，所以讨论这两种模式每天挖出的比特币数量是没有意义的。
  在PROP模式，即使暂时没有产生真正的区块，以后产生出来了真正的区块，还是会根据挖这个区块的贡献，分配给每个矿工。矿工挖矿至少都是挖几个月，甚至几年，所以从长远来看，这两种模式挖出币的数量是一样。

利弊分析

  矿池的存在降低了比特币等虚拟数字货币开采的难度，降低了开采门槛，真正实现了人人皆可参与的比特币挖矿理念。但其弊端也非常明显，因为算力接入矿池，作为矿池来说，将掌握极其庞大的算力资源，在比特币世界中，算力代表着记账权，算力即是一切，如果单家矿池算力达到50%以上，将可以轻易对比特币等类似的虚拟数字货币发动51%攻击，其后果是非常可怕的：
1、垄断开采权，可使掌握剩余49%算力的矿池颗粒无收，瞬间退出竞争并倒闭破产，矿池算力超过50%以上，如果发动51%攻击，将能轻易占据全网全部有效算力。
2、垄断记账权，可通过51%攻击进行双重支付等行为，可将1笔钱多次使用，这将直接摧毁比特币等的信用体系，使之信用灰飞烟灭。
3、垄断分配权，由于单家(也可能是多家矿池联盟)矿池通过51%攻击占据全网算力，可快速排挤剩下矿池使其倒闭，由于没有竞争，矿池便可自行进行收益分配，对矿工收取高额手续费等苛捐杂税。

image

最近7天比特币个矿池算力占比

最新矿池算力数据http://qukuai.com/pools