要點總結
礦池讓獨立礦工合併計算能力，並按比例分配區塊獎勵，從而比單獨挖礦獲得更穩定的收入。
常見的支付方式包括按份計費（PPS）、全額按份計費（FPPS）以及按最近N份shares計費（PPLNS）。三者在收入穩定性與礦池費用之間各有不同取捨。
Stratum V2作爲下一代挖礦協議，旨在通過讓單個礦工選擇自己的區塊模板而非依賴礦池運營者，從而提升去中心化程度。
簡介
加密貨幣挖礦是工作量證明（Proof of Work）區塊鏈安全性的關鍵組成部分。通過具備特定性質地計算哈希，參與者在不需要中央權威的情況下幫助保障區塊鏈網絡的安全。
當比特幣在2009年剛推出時，任何人只要有一臺普通電腦（PC），就可以與其他礦工競爭，去猜測下一個區塊的有效哈希。之所以如此，是因爲挖礦難度較低，網絡上的總算力也不多。因此你並不需要專用硬件來添加新塊。
隨着網絡規模擴大，礦工進入了“硬件軍備競賽”。在經歷CPU、GPU和FPGA之後，比特幣礦工最終採用了ASIC（專用集成電路，Application-Specific Integrated Circuits）。這些設備是爲計算哈希而專門設計的，除了挖礦之外幾乎沒有其他用途，因此它們在挖礦上極其高效，但不適合通用計算任務。
由於ASIC性能極強，使用其他類型硬件來挖比特幣已經變得不常見。不過即便使用高性能ASIC，考慮到全網巨大的總算力，任何單個礦工獨自找到區塊的概率仍然極低。這正是礦池出現的原因。
什麼是挖礦礦池？
挖礦礦池是一羣礦工的集合，他們合併計算能力，並按比例分享由此獲得的比特幣區塊獎勵。與其讓每個礦工都獨自工作、只有很小概率找到區塊，不如由礦池更頻繁地找到區塊，並將獎勵分配給所有參與者。
舉個簡化例子：你擁有全網總算力的0.1%。如果你進行單獨挖礦（solo），你可能會在統計意義上每週找到一個區塊，但實際結果高度不確定。你可能幾周甚至幾個月都找不到任何東西。加入一個由其他礦工組成的礦池後（他們合起來持有全網1%的算力），礦池會更頻繁找到區塊，而你會獲得與你貢獻成比例的穩定份額。
礦池被廣泛使用，因爲它們提供更可預測的收入來源。2024年4月減半將區塊補貼降低到3.125 BTC（按所有區塊合計約每天450 BTC發行）之後，對那些在利潤率很薄的情況下運營的礦工而言，穩定收入變得更加重要。
礦池如何運作？
礦池通常有一個協調者（礦池運營者），負責組織礦工，使他們在問題的不同部分上協同工作。協調者會分配不同的nonce範圍，以便礦工不會浪費算力去嘗試構造完全相同的區塊。
協調者還負責分配獎勵並進行支付。礦工會提交“shares”來證明他們正在執行工作。share是一種滿足礦池設定的較低難度目標的哈希，它不一定是對實際網絡來說也一定有效的那個哈希。礦池會跟蹤這些shares，以衡量每個礦工的貢獻。
當礦池成功挖到一個區塊時，獎勵（區塊補貼加上交易手續費）會按照礦池的支付方案以及每個礦工所貢獻的工作份額進行分配。
礦池支付方式
按份計費（PPS）
在PPS模式下，你只要提交每一份有效的share，就會獲得固定的支付金額，不管礦池是否真的找到了區塊。運營者承擔波動風險，因此PPS礦池通常會收取更高的費用。該方式能爲礦工提供最可預測的收入。
全額按份計費（FPPS）
FPPS在PPS模型的基礎上進一步加入了對交易手續費的估算份額：在區塊補貼之外，還會估算每個區塊可能獲得的總手續費。礦池會計算每個區塊的預期總獎勵（3.125 BTC補貼加上估算的交易手續費），並按“假設區塊以預期頻率被挖到”的方式按share向礦工支付。近年來，FPPS已成爲主要礦池中占主導地位的支付方式，因爲機構礦工更看重穩定、可預測的現金流。
按最近N份shares計費（PPLNS）
與PPS不同，PPLNS只有在礦池成功挖到區塊時纔會獎勵礦工。找到區塊後，礦池會檢查最近提交的N份“shares”（N的取值因礦池而異）。你的分成等於你在這N份shares中的佔比乘以區塊獎勵，再減去運營者的費用。
PPLNS礦池通常會收取比PPS礦池更低的費用，但礦工面臨更大的收入波動。該方法會抑制“跳池”，因爲獎勵取決於持續貢獻，而不是瞬時提交的shares。
選擇支付方式
FPPS和PPLNS的選擇取決於你的優先級。FPPS提供較穩定的收入，但成本略高，適合需要可預測現金流來覆蓋固定支出的礦工，例如電費和貸款還款。PPLNS費用更低，但回報波動更大，適合能夠承受收入波動的礦工。
礦池會威脅去中心化嗎？
由於少數礦池控制了比特幣大部分的算力（hash rate），因此對中心化的擔憂是有道理的。如果某一個礦池或一羣相互勾結的礦池累積了51%的算力，他們理論上可以發起51%攻擊，從而實現審查交易或回滾近期交易。
在實踐中，若干因素會降低這種風險。首先，礦池內的單個礦工通常擁有並控制自己的硬件，這意味着如果礦工不同意礦池運營者的決定，他們可以隨時遷移到其他礦池。其次，成功的攻擊很可能會導致比特幣價格崩潰，從而摧毀攻擊者自身持有資產與硬件投資的價值。第三，更廣泛的社區會密切監測礦池規模，歷史上也曾對那些增長過大的礦池施壓。
不過，從“礦池層面”的中心化意味着礦池運營者對區塊模板的構建擁有顯著影響力，決定納入或排除哪些交易。這就帶來潛在的審查空間，尤其是在監管機構可能向合規礦池施壓以過濾特定交易的司法轄區。
Stratum V2與挖礦去中心化
Stratum V2是一種面向下一代的挖礦通信協議，旨在解決傳統礦池帶來的一些中心化擔憂。其最重要的特性是“作業協商（job negotiation）”，允許單個礦工自行構建區塊模板，而不是接受礦池運營者提供的任何模板。
在較舊的Stratum V1協議（目前大多數礦池仍在使用）下，礦池運營者會構建區塊模板並決定包含哪些交易。礦工只需對他們收到的模板計算哈希。藉助Stratum V2的作業協商，礦工可以選擇哪些交易進入自己的區塊，同時仍能從礦池獲得支付。
Stratum V2的其他改進還包括更高效的二進制協議（降低帶寬開銷）、內置加密（防止算力劫持），以及礦工與礦池之間更好的身份認證。
Stratum V2的採用是逐步進行的。一些礦池和固件廠商已經實現了傳輸層改進，但完整的作業協商支持目前仍較有限。許多大型礦池運營者對採用該功能較爲謹慎，因爲它會降低他們對區塊構建的控制力。存在“翻譯代理（translation proxies）”，使得使用較舊ASIC（僅支持Stratum V1）的礦工也能連接到V2礦池，從而在不強制更換硬件的情況下實現漸進式採用。
常見問題
當前比特幣的區塊獎勵是多少？
在2024年4月的減半之後，比特幣每個區塊的區塊獎勵爲3.125 BTC。該獎勵在區塊補貼（3.125 BTC）和交易手續費之間分配，手續費會隨網絡擁堵程度而變化。以每天約144個區塊計算，通過挖礦每天大約會發行450 BTC。
我該如何選擇挖礦礦池？
關鍵因素包括：支付方式（想要穩定選擇FPPS，想要更低費用選擇PPLNS）、礦池費用百分比、到你所在地的服務器延遲（會影響無效shares/stale shares比例）、最低到賬門檻、託管式還是非託管式支付，以及礦池在交易審查與模板透明度方面的政策。你可以並行測試兩個礦池幾周，以便對比實際收益。
礦池控制比特幣嗎？
礦池並不擁有其指向的硬件；是各個獨立礦工擁有這些硬件。礦工可以隨時把算力重新定向到另一個礦池。儘管礦池運營者對區塊模板構建擁有短暫的影響力，但他們的權力會受到市場競爭屬性以及礦工可能離開帶來的威脅所限制。
什麼是Stratum V2？爲什麼它重要？
Stratum V2是一種更新的挖礦通信協議，讓單個礦工能夠自己構建區塊模板，而不是依賴礦池運營者。這降低了因礦池決定納入哪些交易而產生的中心化風險，並可能提升比特幣網絡整體的抗審查能力。
結語
礦池讓比特幣挖礦從個人行爲變成了協作行爲：礦工通過分享獎勵來換取更可預測的收入。代價是，如今只有少數礦池運營者就能對網絡的區塊生產擁有顯著影響力。
延伸閱讀
什麼是權益證明（PoS）？
比特幣減半：它是什麼以及爲何重要
什麼是51%攻擊？
什麼是區塊鏈交易手續費？
什麼是雲挖礦？