Stratum — это коммуникационный уровень, который связывает ASIC с майнинг-пулом. Он передаёт уведомления о заданиях, корректировки сложности и отправку шар, но не влияет на то, как ASIC вычисляет хэши SHA-256. Когда операторы сравнивают Stratum V1 и Stratum V2, актуальные вопросы касаются связности, безопасности и того, кто контролирует формирование шаблона блока, — а не производительности непосредственно хэширования. В этой статье разграничивается то, что определяет спецификация Stratum V2, от того, что фактически реализовано тем или иным пулом, включая ViaBTC.

Что передаёт Stratum

В обычной сессии пулового майнинга сервер пула отправляет ASIC задание: шаблон заголовка блока, целевую сложность и инструкции по формированию транзакции coinbase. ASIC ищет nonce, удовлетворяющий заданной сложности шары, и возвращает валидные шары пулу, который засчитывает их в выплату майнеру согласно используемому пулом методу (PPS+, PPLNS или иной документированной модели).

Stratum не определяет экономику выплат, комиссии пула или сроки расчётов — это политики пула, надстроенные поверх протокола. Что действительно регулирует Stratum, так это формат соединения, способ доставки заданий, порядок аутентификации и, в более продвинутых реализациях, то, контролирует ли сторона, отправляющая шары, также и то, какие транзакции попадают в шаблон блока.

Сравнение V1 и V2

Stratum V1 обычно реализован как протокол на основе JSON с построчным разделением сообщений поверх обычного TCP-сокета. Изначально он не определял встроенное шифрование транспортного уровня; шифрование транспорта и аутентификация сервера зависят от дополнительных мер защиты, предоставляемых реализацией или сетевой инфраструктурой.

Stratum V2 — это бинарный протокол с фиксированным форматом кадрирования сообщений, опубликованный как открытая спецификация. Для операторов ASIC основные различия таковы:

Два момента заслуживают более пристального рассмотрения:

• Безопасность транспорта. Спецификация Stratum V2 использует аутентифицированное шифрование для удалённых восходящих соединений, то есть трафик между майнинговым устройством (или прокси) и удалённой конечной точкой пула шифруется, а сервер аутентифицируется в процессе установления соединения. Локальные связи устройство–локальный прокси могут обрабатываться иначе в рамках спецификации (Stratum V2 Protocol Security).
• Разделение функций майнинга и формирования шаблонов. Спецификация V2 определяет отдельные роли и подпротоколы: Mining Protocol (доставка заданий и отправка шар, функционально схожий с V1) и опциональный Job Declaration Protocol (координация шаблонов, выбранных майнером). Они архитектурно независимы, и пул может поддерживать Mining Protocol без поддержки Job Declaration (Stratum V2 protocol overview).

Сама по себе смена протокола не гарантирует более высокий хэшрейт на уровне чипа или лучшую энергоэффективность, измеряемую в Дж/ТХ. Эти аппаратные характеристики зависят от ASIC и его рабочих настроек. Доставку заданий и поведение соединения следует оценивать отдельно: различия протоколов и их реализаций могут влиять на то, насколько эффективно работа по майнингу доходит до устройств, а шары — до пула, не изменяя при этом базовую вычислительную способность чипа (Stratum V2 Mining Protocol).

Безопасность и выбор заданий

Опубликованное исследование Stratum V1 показало, что в развёртываниях без дополнительной защиты транспорта незашифрованный трафик Stratum может раскрывать информацию, полезную для вычисления хэшрейта майнера, и быть подвержен вмешательству со стороны противника, находящегося в сети (Recabarren и Carbunar, Hardening Stratum, the Bitcoin Pool Mining Protocol, 2017) (arxiv.org/abs/1703.06545). Это описывает структурное ограничение исходного дизайна V1 при отсутствии дополнительных защитных мер — это не означает, что каждое соединение V1 в современных промышленных развёртываниях остаётся незащищённым, поскольку отдельные реализации и конечные точки могут добавлять собственную защиту транспорта.

Аутентифицированное шифрование Stratum V2 защищает содержимое сообщений и их целостность, а аутентификация сервера помогает клиентам проверять подлинность восходящего сервера. Эти меры защиты снижают риск перехвата содержимого сообщений и их подмены. Их не следует воспринимать как гарантию от любого анализа трафика: цитируемое исследование также рассматривает вывод о доходах по временным меткам пакетов, поэтому одно лишь шифрование содержимого сообщений не означает, что предотвращён любой вывод на основе метаданных.

Отдельная и часто смешиваемая с другими тема — выбор заданий, или транзакций. В стандартной модели пулового майнинга сервер пула формирует шаблон блока, а ASIC просто ищет валидный nonce для него. Job Declaration Protocol в составе Stratum V2 определяет опциональный путь, при котором майнинговая операция — а не сам ASIC — получает кандидатный шаблон от Template Provider и использует Job Declarator Client для координации индивидуальной работы с поддерживающим это пулом (Stratum V2 Job Declaration Protocol).

Действующая спецификация описывает два режима. В режиме Full-Template клиент объявляет идентификаторы транзакций шаблона, и пул может запросить недостающие данные транзакций. В режиме Coinbase-only набор транзакций не раскрывается пулу в рамках этого процесса, а сообщение DeclareMiningJob не используется. Оба режима описывают оптимистичный майнинг: работа может отправляться на устройства до подтверждения со стороны пула, при этом шары кешируются до получения такого подтверждения. Операторам следует проверить, как выбранная ими реализация обрабатывает подтверждения и кешированные шары.

Для операторов включение Stratum V2 на ASIC само по себе не предоставляет возможность выбора транзакций. Job Declaration требует дополнительной инфраструктуры на стороне майнинговой операции, а также требует поддержки этого конкретного субпротокола со стороны пула, а не только базового протокола V2 Mining Protocol. Операция, рассматривающая Job Declaration, должна быть готова запускать или координировать работу с биткоин-нодой и совместимым программным обеспечением для построения шаблонов, в дополнение к уже имеющейся конфигурации ASIC или прокси.

Совместимость устройств и прокси

ASIC, настроенный на подключение к эндпоинту V1, автоматически не получает возможностей V2. Нативная поддержка V2 зависит от того, реализует ли прошивка устройства бинарный протокол и его шифрованное рукопожатие. В случаях, когда прошивка не поддерживает V2 напрямую, совместимый прокси трансляции V1-в-V2 может связать подключения ASIC по V1 с совместимым эндпоинтом пула по V2, избегая необходимости обновления прошивки на каждом устройстве. Обычный прокси V2 не подойдёт, если он не реализует такую трансляцию. В такой конфигурации связь ASIC–прокси остаётся на V1, тогда как связь прокси–пул использует V2; шифрование V2 на восходящем канале автоматически не защищает локальный канал V1 (пример трансляционного прокси SRI).

Для операторов, оценивающих возможность миграции, применимы несколько практических моментов совместимости:

• Проверьте, предоставляет ли текущая прошивка опцию подключения V2, или требуется совместимый прокси трансляции V1-в-V2.
• Если на переходный период доступен откат на V1, тестирование подмножества майнеров перед переводом всего парка устройств снижает риск сбоя подключения по всему парку.
• Мониторинг должен различать локальные показания устройства и отчитываемые пулом шары и статус воркеров, поскольку изменение протокола может повлиять на стабильность подключения независимо от фактической производительности хешрейта.
• Инфраструктура Job Declaration (нода, Template Provider, Job Declarator Client) — это отдельное решение о развёртывании, отличное от базового подключения V2, и несёт собственные требования по обслуживанию.

На данный момент документированная конфигурация майнинга BTC у ViaBTC использует стандартные эндпоинты stratum+tcp (например, stratum+tcp://btc.viabtc.io:3333 и stratum+tcp://btc.viabtc.io:443) с обычным форматом воркера userID.workerID и рекомендацией использовать несколько портов для обеспечения непрерывности подключения (руководство ViaBTC по майнингу BTC). Эта документация описывает текущий опубликованный способ подключения; её не следует воспринимать как заявление о доступности Stratum V2 или Job Declaration, подтверждённой или нет, и операторам следует напрямую обращаться к актуальной официальной документации ViaBTC за последними поддерживаемыми вариантами подключения.

Вопросы, которые стоит задать своему пулу

Поскольку формулировка «поддерживает Stratum V2» может описывать существенно разные возможности, операторам, оценивающим пул, следует задавать конкретные вопросы, а не принимать эту формулировку на веру:

1. Поддерживает ли пул протокол V2 Mining Protocol для стандартных заданий, выдаваемых пулом, протокол Job Declaration Protocol, или оба?
2. Если Job Declaration поддерживается, работает ли он в режиме, при котором пул всё ещё получает данные транзакций для валидации, или в режиме, при котором пул не видит содержимое транзакций напрямую?
3. Существует ли опубликованная документация по настройке, охватывающая требования к прошивке, поддерживаемые прокси, порты и аутентификацию для подключения по V2?
4. Остаётся ли V1 доступным в качестве отката на период миграции, и как пул обрабатывает смешанный парк устройств, одновременно работающих на обеих версиях протокола?
5. Независимо от версии протокола, какой применяется метод выплат, комиссия, сроки расчётов и условия вывода средств, и документируются ли эти условия одинаково вне зависимости от того, подключается ли воркер через V1 или V2?

Рассмотрение совместимости протокола и условий выплат как отдельных критериев оценки позволяет избежать распространённой ошибки — предположения, что улучшения пула на транспортном уровне также улучшают его экономику; это независимые аспекты выбора пула.

Часто задаваемые вопросы

Увеличивает ли переход на Stratum V2 хешрейт моего ASIC?

Сам по себе — нет. Stratum V2 меняет коммуникации в майнинге, а не конструкцию чипа ASIC. Одна лишь смена протокола не гарантирует более высокий хешрейт на уровне чипа или улучшение показателя Дж/ТХ. Оценивайте доставку заданий, стабильность подключения и принятые пулом шары отдельно от локального хешрейта устройства.

Требуется ли сегодня Stratum V2 для использования майнинг-пула?

Нет. Требуемый протокол зависит от используемого вами эндпоинта. Майнер, совместимый с V1, может использовать совместимый эндпоинт V1; уточните поддерживаемый протокол и требования к настройке для вашей конкретной прошивки и подключения к пулу.

Позволяет ли включение Stratum V2 самостоятельно выбирать транзакции?

Сам по себе — нет. Базовая поддержка протокола Stratum V2 Mining Protocol по-прежнему опирается на то, что задания выдаёт пул. Выбор транзакций требует отдельного, опционального протокола Job Declaration Protocol, который нуждается в дополнительной инфраструктуре на стороне майнинговой операции и явной поддержке этой функции со стороны пула.

Могу ли я использовать ASIC на Stratum V2 и ASIC на V1 на одном аккаунте пула?

Это зависит от конкретной реализации пула. Операторам следует уточнить у пула, поддерживаются ли парки со смешанными протоколами, прежде чем переводить часть устройств.

Небезопасно ли использовать Stratum V1?

Независимые исследования в области безопасности выявили структурные уязвимости в незашифрованных реализациях V1, такие как раскрытие данных, связанных с хешрейтом, наблюдателю, находящемуся в сети. Это известное ограничение базовой архитектуры, а не доказательство того, что в каждом рабочем развертывании V1 полностью отсутствует какая-либо защита, поскольку отдельные пулы или сетевые конфигурации могут добавлять собственные меры защиты на уровне транспорта.

Источники

• Обзор протокола Stratum V2
• Протокол майнинга Stratum V2
• Безопасность протокола Stratum V2
• Протокол объявления заданий Stratum V2
• Рекабаррен Р. и Карбунар Б. (2017). Усиление защиты Stratum, протокола пулового майнинга Bitcoin. arXiv:1703.06545.
• Служба поддержки ViaBTC. Майнинг BTC.
• Stratum V2. Новое обновление SRI с Job Negotiator — позволяет майнерам самостоятельно выбирать транзакции. 14 апреля 2023 г.