以太坊(ETH)挖矿现状分析：以太坊矿池已经中心化 - 挖矿网

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以太坊背后的本质是一个 p2p 网络结构，每个以太坊的参与者都是这个巨大结构中的一个节点。在这个分布式的网络中，每个节点都和其他节点相互连接，并且，为了保持整个区块网络的可持续发展，所有的节点都需要达成一致。其中一部分的节点实际上属于矿工们，他们的工作就是不断的贡献算力来确认接下来要上链的区块。
为了增加挖矿的成功率并获得更高频次的回报，矿工们之间经常相互合作来汇聚他们的哈希算力，进行挖矿活动。这种哈希算力的组合就是我们所熟知的矿池。矿池巨大的算力会对整个区块链网络产生影响。
近期的学术研究中都以各个矿池的哈希算力作为判断以太坊中心化的标准，但我们认为这种判断方式不仅把问题过于简化了，还会给对算力中心化的讨论带来一些分歧。
我们希望带领读者深入了解目前各个矿池的运行状态，以及他们的算力能力。此外，我们还会通过分析矿池向矿工支付报酬的方式，深入了解以太坊上的算力分布情况。
先说我们的结论，在以太坊生态中：

矿池是中心化的吗？这个问题的答案是：「是的」，矿池本来就是高度中心化的组织；

矿工们是中心化的吗？其实不是；

此外，在以太坊网络中，无论如何都很难实现部分矿工所担心的攻击；

不过，一个攻击者只需要统一全网 1.5% 最强大的节点，就能控制整个网络。

且看我们的详细分析。
让我们从普及最基本的知识开始。对于常规的个人矿工来说，一般有三种挖矿方式：
1. 自己挖矿
矿工可以自己组织算力去挖矿。尽管在这种方式下矿工可以自己享有全部收益，但是对于只有一两台矿机的业余矿工，这种方式在现实中并不可行，因为在这些类似以太坊的热门区块链网络中，这种利用微弱算力的方式找到一个区块可能会花上几年的时间。
这些矿工不得不面对来自大矿池以及有大量电力资源与算力资源的合作群体的算力竞争。这种方式只有一个好处，即矿工可以掌握挖矿中的所有流程。
2. 加入一个矿池
矿工还可以通过加盟矿池的方式进行挖矿。通过把自己的哈希算力加入矿池的算力集合，矿工增加了自己认证一个区块的可能性。一旦矿池中的某个矿工发现并认证了区块，整个矿池中的矿工按照自己的算力贡献比例共同分享挖矿收益。
3. 「云挖矿」
除了拥有自己的硬件去挖矿这种方式包括自己挖矿和矿池挖矿，矿工还可以从拥有自己矿机的那些矿工手里租用空闲机器挖矿。尽管需要向第三方支付费用，但是在这个过程中，云挖矿的矿工避免了在前期投入过多的购买与维护矿机的成本。
我们研究所用的数据
我们研究所使用的数据库包含了从 2018 年 4 月 21 日到 28 日一整周以太坊的区块数据，其中包含了以太坊的转账数据等。

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数据集整体状况
结论一：
以太坊矿池是中心化的吗？是的。
为了佐证我们的分析，我们先来讲讲算力在所有的矿池之间是怎么分布的。
如下图所示，在本周之内，前五名的矿池挖到了 84% 的新确认区块。所以从某种意义上来说，矿池本来就是高度中心化的组织。
但其实在现实世界中，每个矿池都是相对独立的个体。一个矿池会包含所有为了提升挖矿能力而投入自己的挖矿设备的个体矿工的利益。所以，我们在分析中会深入矿池内部，来证明以太坊是如何实现去中心化这个目标的。

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以太坊矿池挖出区块占总体比重
结论二：
以太坊矿工们是中心化？其实不是
上面的图给人第一印象是以太坊挖矿的算力是非常集中的。然而，正如前文所说，矿池本质上并不拥有大量的矿机，它实际上是通过集合许多个体的算力去挖掘新的区块。
当我们从个体矿工的角度去看这件事的时候，我们会发现整件事并不像我们想象的一样。
矿池向矿工支付报酬的最直接方式是直接返还收益。在这种情况下，收益直接从矿池账户中转到矿工的账户地址里。这种分配是经常使用的分配方式，而且分配数额可以由掌握矿池分配账户的矿工设定。
有些情况下，这种报酬的支付不会直接从矿池的账户中发出，而是选择通过独立的账户被称作代理账户返还给参与挖矿的个体矿工们。但也有一些矿池使用不那么直接的支付方式：他们直接使用法定货币，把报酬支付给个体矿工。举个例子：我们前文提到的云挖矿就是这样支付报酬的，他们会把报酬打进整个挖矿过程的参与者的信用卡里。
下面的表格列出了我们分析的时间段内，排名最高的几个矿池的状况。他们的挖矿收益大体上和他们挖掘的区块数量成正比。数据上的不符主要来自于支付过程的个性化以及时间上的延迟。
我们会发现，表中最后那个叫「bitclubpool」的矿池支付的报酬明显和挖掘到的区块数量不成比例。Bitclubpool 就是我们所说那种不会直接从矿池账户返还报酬给矿工的矿池这点我们可以从独立支付账户的数量上推断。我们认为这种操作报酬的方式非常的不透明，并且会降低矿工们对它的信任。

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每笔支付金额很小，面对的支付账户众多

大多数支付金额都小于 1 个 ETH

支付的账户所有者都是实际参与挖矿的矿工

2. 通过链上的代理账户支付报酬。比如以下这个账户就是链上的一个用于支付的代理账户 0xb75d1e62b10e4ba91315c4aa3facc536f8a922f5
特点：

用于针对少量账户的大额支付

每次转账平均向特定账户支付大概 100 个 ETH

账户是代理账户，直接支付给实际参与的矿工

通过非链上账户，例如信用卡支付，如 Bitclubpool

大金额转账支付

金额量大致是每笔 1000 ETH

支付账户通常是矿池拥有者的个人账户

下图是一张收到付款的矿工数量以及平均支付金额的散点图。其中包含了不同的支付方式，并做了相应的聚类。

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控制区块认证哪些转移支付审查制度

撤销稍短的竞争链引起双花和其他攻击

引起许多负面影响

我们收集了来此不同矿池的矿工信息，并按照他们调查当周收到的报酬，对他们做了排序，根据算力与收益的比例关系，我们可以判断他们掌握的算力大小。
为了能够实现过半算力，一个攻击者必须尽力说服超过 4484 个矿工合作才能发起攻击；也就是说，至少 4484 个矿工统一恶意攻击才能颠覆整个以太坊网络，而不是表面上看到的 3 个矿池就能颠覆网络。然而，这排名前 4484 的矿工只占全网矿工按照支付地址计算的 1.5%。下图说明了有 297443 名矿工掌握着剩下 50% 的算力。因此，从另外一个角度来讲，一个攻击者只需要统一全网 1.5% 最强大的节点就能控制整个网络。

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