새롭고 개선된 프로토콜: “겟블록템플릿”의 도입

2011년 비트코인 네트워크의 해시 속도는 초당 0.13 테라 해시에서 초당 15.2 테라 해시라는 사상 최고치를 기록하며 약 11,592% 급증했습니다. 동시에 비트코인 가격은 0.30달러에서 29.64달러로 반년 만에 무려 9,780%나 급등했습니다. 이러한 급등은 최적화된 마이닝 프로토콜의 필요성을 강조했습니다.

마이닝 프로토콜의 두 번째 업데이트에서는 ‘겟블록템플릿’이 도입되어 ‘겟메모리풀’ 시스템을 대체했습니다. 2012년 초에 테스트와 동료 검토를 거친 이 프로토콜은 같은 해에 배포되었습니다.

겟블록템플레이트는 몇 가지 중요한 개선이 이루어졌습니다:

블록 생성 기능을 풀 운영자에서 마이너로 전환했습니다.

• 채굴자는 필요한 만큼의 작업을 생성할 수 있는 역량을 확보하여 새로운 작업을 지속적으로 요청할 필요가 없어졌습니다.
• 이 프로토콜은 초당 1,000기가 해시를 처리할 수 있게 해주었으며, ASIC 마이닝 시대를 예고했습니다.

ASIC, 즉 애플리케이션별 통합 칩은 채굴 프로세스에 더 많은 효율성과 확장성을 가져다주었습니다. 또한 이 프로토콜을 통해 채굴자들은 ‘멤풀’이라고 불리는 저장된 트랜잭션 풀에서 블록을 생성할 수 있었으며, 이를 통해 기여한 해시 비율을 제어할 수 있었습니다. 결과적으로 이 프로토콜은 탈중앙화에 기여하여 풀 운영자에 대한 채굴자의 의존도를 낮췄습니다.

스트라텀 V1: 현재 표준 프로토콜과 그 한계

현재 “Braiins Pool”이라고 불리는 슬러시 풀의 운영자들은 “겟워크” 프로토콜을 개선하기 위해 스트라텀 V1을 도입했습니다. 2012년에 출시된 스트라텀 V1은 겟블록템플릿의 많은 메커니즘을 채택했습니다. 하지만 이전 시스템의 취약점을 완전히 해결하지는 못했습니다.

스트라텀 V1의 주요 문제는 채굴자가 해시율이 기여한 블록 데이터를 반드시 통제할 수 없다는 것이었습니다. “getwork” 프로토콜의 병목 문제를 해결하고 “getblocktemplate” 프로토콜과 유사하지만, 이전의 보안 문제 중 일부는 그대로 유지되었습니다.

버전 2 — 모든 면에서 최고?

블록 생성 기능을 풀 참여자에게 돌려줌으로써 이러한 보안 취약점을 제거하도록 설계된 Stratum V2를 소개합니다.

스트라텀의 두 번째 버전은 업스트림 풀 노드와 통신하여 채굴자를 위한 새로운 블록 템플릿을 획득하는 소프트웨어인 “작업 협상자”를 도입했습니다. 이 프로세스를 통해 개인 채굴자와 유사한 빠른 블록 전파가 가능합니다.

스트라텀 V2는 다음과 같은 이점을 제공했습니다:

• 채굴자 인센티브를 방해하지 않으면서 탈중앙화를 강화했습니다.
• 블록 템플릿의 콘텐츠에 대한 마이너의 통제력 강화.
• 채굴자가 블록 템플릿에 동의하지 않는 경우, 직접 제안하거나 다른 풀로 전환할 수 있습니다.

이 새로운 프로토콜은 채굴자의 자율성을 강조했습니다. 채굴자가 빈 블록을 채굴하거나 다른 형태의 검열을 수행하고자 하는 경우, 이는 채굴자의 특권이었습니다. 그러나 풀 운영자가 채굴자가 제안한 유효한 블록을 거부하면, 이는 악의적인 행동의 적신호로 작용하여 채굴자가 풀을 전환하도록 유도할 수 있었습니다.

결론: 비트코인 마이닝 풀은 중앙화 우려의 원인이 될 가능성이 낮습니다.

해시 비율이 계속 상승함에 따라 마이닝 풀은 개별 마이너가 수익원을 전략화할 수 있는 실행 가능한 솔루션을 제공합니다. 일부 풀은 다른 풀을 능가할 수 있지만, 네트워크에 중앙화 위험을 초래하지는 않는 것으로 보입니다.

스트라텀 V2는 풀링 시스템을 더욱 민주화하여 대규모 풀을 더 작은 단위로 나눌 수 있습니다. 스트라텀 V2의 잠재적 채택으로 비트코인 커뮤니티는 개별 채굴자의 지리적 위치 및 농장의 상당한 중앙 집중식 소유권과 같은 다른 중앙 집중화 위험을 해결하는 데 집중할 수 있습니다.

Bitcoin Mining Protocol Evolution: Getwork to Stratum V2

A New and Improved Protocol: The Introduction of “Getblocktemplate”

Back in 2011, the Bitcoin network experienced a dramatic surge in its hash rate, jumping approximately 11,592% from 0.13 terra-hashes per second to a record high of 15.2 terra-hashes per second. Simultaneously, Bitcoin’s price soared by a staggering 9,780% in just half a year, from $0.30 to $29.64. This surge underscored the need for an optimized mining protocol.

The second update to the mining protocol introduced “Getblocktemplate,” superseding the “getmemorypool” system. Tested and peer-reviewed in early 2012, it was later deployed that same year.

Getblocktemplate made several critical improvements:

• It shifted the block creation ability from the pool operator to the miner.
• Miners gained the capacity to generate as much work as needed, alleviating the need to continuously request new work.
• The protocol facilitated over 1,000 giga-hashes per second, heralding the ASIC mining era.

ASICs, or Application-Specific Integrated Chips, brought more efficiency and scalability to the mining process. The protocol also let miners build blocks from a pool of saved transactions, called the “mempool,” allowing them to control their contributed hash rate. Consequently, the protocol contributed to decentralization, reducing the miners’ reliance on pool operators.

Stratum V1: The Current Standard Protocol and Its Limitations

The operators of Slush Pool, now called “Braiins Pool,” introduced Stratum V1 as an improvement to the “getwork” protocol. Stratum V1, launched in 2012, adopted many mechanisms from getblocktemplate. However, it didn’t fully address the earlier system’s vulnerabilities.

A key issue with Stratum V1 was that miners didn’t necessarily control the block data their hash rate contributed to. Despite addressing the “getwork” protocol’s bottleneck issues and resembling the “getblocktemplate” protocol, it retained some of the previous security concerns.

Version 2 — The Best of All Worlds?

Enter Stratum V2, designed to eliminate these security vulnerabilities by returning block construction capabilities to the pool participants.

The second version of Stratum introduced a “job negotiator,” software that communicates with the upstream pool node to acquire new block templates for miners. This process enables rapid block propagation similar to a solo miner.

Stratum V2 offered the following benefits:

• Enhanced decentralization without disrupting miner incentives.
• More control for miners over the content of block templates.
• If miners disagreed with block templates, they could propose their own or switch to a different pool.

This new protocol emphasized miner autonomy. If a miner wanted to mine empty blocks or perform another form of censorship, that was their prerogative. However, if a pool operator denied a valid block proposed by a miner, it could serve as a red flag for malicious behavior, prompting miners to switch pools.

Conclusion: Bitcoin Mining Pools Not Likely Cause for Centralization Concerns

As the hash rate continues to climb, mining pools offer a viable solution for individual miners to strategize their revenue stream. While some pools may outcompete others, it doesn’t appear to pose a centralization risk to the network.

Stratum V2 could democratize the pooling systems even more, dividing large pools into smaller entities. With the potential adoption of Stratum V2, the Bitcoin community could focus on addressing other centralization risks, such as the geographical location of individual miners and the significant centralized ownership of farms.

레퍼런스: 1075400.1.0-Bitcoin Keeping Proof of Work Decentralized (FINAL).pdf (fidelitydigitalassets.com)

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