stratum协议原理

stratum协议是目前最常用的矿机和矿池之间的TCP通讯协议。先简要说明挖矿的网络架构。

一、挖矿的网络架构

比特币是一个去中心化的网络架构，通过安装比特币守护程序的节点来转发新交易和新区块。而矿机、矿池也同时形成了另一个网络，我们称之为矿工网络。

矿工网络分成矿机、矿池、钱包等几个主要部分，有时矿池软件与钱包安装在一起，可合称为矿池。

矿机与矿池软件之间的通讯协议是stratum，而矿池软件与钱包之间的通讯是bitcoin rpc接口。

stratum是JSON为数据格式，具体协议如下：

二、stratum协议

1、任务订阅

矿机启动，首先以mining.subscribe方法向矿池连接，用来订阅工作。

矿池以mining.notify返回订阅号、ExtraNonce1和ExtraNonce2_size。

Client: {“id”: 1, “method”: “mining.subscribe”, “params”: []}

Server: {“id”: 1, “result”: [["mining.notify", "ae6812eb4cd7735a302a8a9dd95cf71f"], “08000002″, 4], “error”: null}

其中：

ae6812eb4cd7735a302a8a9dd95cf71f是订阅号；

08000002是ExtraNonce1，用于构建coibase交易；

ExtraNonce2_size为4，矿机ExtraNonce2计数器的字节数。

2、任务分配

该命令由矿池定期发给矿机，当矿机以mining.subscribe方法登记后，矿池应该马上以mining.notify返回该任务。

Server: {“params”: ["bf", "4d16b6f85af6e2198f44ae2a6de67f78487ae5611b77c6c0440b921e00000000",

"01000000010000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000ffffffff20020862062f503253482f04b8864e5008",

"072f736c7573682f000000000100f2052a010000001976a914d23fcdf86f7e756a64a7a9688ef9903327048ed988ac00000000",

["c5bd77249e27c2d3a3602dd35c3364a7983900b64a34644d03b930bfdb19c0e5","049b4e78e2d0b24f7c6a2856aa7b41811ed961ee52ae75527df9e80043fd2f12"],

“00000002″, “1c2ac4af”, “504e86b9″, false], “id”: null, “method”: “mining.notify”}

其中：

任务号：”bf”；

前个区块HASH：”4d16b6f85af6e2198f44ae2a6de67f78487ae5611b77c6c0440b921e00000000″；

coinbase第一部分：”01000000010000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000ffffffff20020862062f503253482f04b8864e5008″；

coinbase第二部分：”072f736c7573682f000000000100f2052a010000001976a914d23fcdf86f7e756a64a7a9688ef9903327048ed988ac00000000″；

交易ID列表：["c5bd77249e27c2d3a3602dd35c3364a7983900b64a34644d03b930bfdb19c0e5","049b4e78e2d0b24f7c6a2856aa7b41811ed961ee52ae75527df9e80043fd2f12"]；

区块版本号：”00000002″；

nBit: “1c2ac4af”；

当前时间：”504e86b9″；

清理任务：如果为true,则矿机中止所有任务，马上开始新任务；如果是false则等当前任务结束才开始新任务。

3、矿机登录

矿机以mining.authorize方法，用某个帐号和密码登录到矿池，密码可空，矿池返回true登录成功。

该方法必须是在初始化连接之后马上进行，否则矿机得不到矿池任务。

Client: {“params”: ["miner1", "password"], “id”: 2, “method”: “mining.authorize”}

Server: {“error”: null, “id”: 2, “result”: true}

4、结果提交

矿机找到合法share时，就以”mining.submit”方法向矿池提交任务。矿池返回true即提交成功，如果失败则error中有具体原因。

Client: {“params”: ["miner1", "bf", "00000001", "504e86ed", "b2957c02"], “id”: 4, “method”: “mining.submit”}n

Server: {“error”: null, “id”: 4, “result”: true}

其中：

用户名：”miner1″；

任务号：”bf”；

ExtraNonce2：”00000001″；

当前时间：”504e86ed”；

nonce: “b2957c02″；

5、难度调整

难度调整由矿池下发给矿机，以mining.set_difficulty方法调整难度，params中是难度值。

Server: { “id”: null, “method”: “mining.set_difficulty”, “params”: [2]}

矿机会在下一个任务时采用新难度，矿池有时会马上下发一个新任务并且把清理任务设为true，以便矿机马上以新难度工作。

三、一般通讯过程

一般的矿机与矿池通讯过程就如下所示：

client(miners) server(pools)

任务订阅 client.mining.subscribe ->

任务下发

难度调整

文/我看比特币