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注：假设全网哈希算力是不变的，平均发现一个区块的事件是14个月，对于一个小矿工来说这个成功概率的波动太大了。
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这些数字只是一个近似估算，但主要的意思是，即使挖矿从期望值来说是合理的，也就是说，投资有足够的回报，但由于方差足够大以至于会有很大的概率什么都得不到。对于一个小矿工来说，这也就意味着挖矿就是一个赌博游戏。
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矿池
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历史上当小商人遇到大风险的时候，他们会自发组建一个互助保险公司来降低风险。比如，农夫会自发地聚在一起形成一个协议，如果任何一个个体农夫的谷仓不小心被烧掉了，那么其他的农夫可以把他们的利润拿来和这个不幸的农夫分享。那么对于比特币的小矿工是否也可以用类似的方式来降低风险呢？
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矿池应运而生——矿池就是一个比特币矿工互相之间的保险。一组矿工可以形成一个矿池共同进行挖矿，并指定一个币基接受人。这个接受人就是矿池管理员。所以不管是谁最终发现了一个有效区块，矿池管理员将会收到这个区块的奖励，继而根据每个参与者所贡献的工作量按比例分配给所有矿池的参与者。当然，矿池管理员可能从中分一部分来作为矿池管理服务的收入。
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假定每个人都信任这个矿池管理员，这样的分配安排可以极大地降低矿工成功寻找有效区块的概率波动。但是矿池管理员如何知道矿池里每个成员实际上到底贡献了多少工作量呢？同时他又是如何去分发收入的呢？很显然，矿池管理员不希望是靠每个成员的申明，因为他们可能会虚报自己的工作量。
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挖矿工分
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对于这个问题，我们有一个简洁的解决办法。矿工可以通过输出挖矿工分（mining shares）来证明他的工作量，工分就是那些接近有效区块的区块。比如目标值是个前面67位是零的数字，输出的哈希值必须要低于这个目标才算有效。在寻找这个哈希值的过程中，矿工可能找到其他一些区块，它们的哈希也有许多零，但达不到67个。矿工可以用这些区块来证明他们确实在工作（见图5.12），一个合格的工分可能要求40~50个零，取决于矿工所加入的矿池的要求。
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图5.12 挖矿工分
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注：矿工不断尝试去发现哈希值低于目标区域的有效区块。在这个过程中他们会发现一些区块的函数值比目标值少了几个0——但是已经是非常稀有的，这证明了他们确实在进行繁重的运算工作。在这个图中，浅色阴影的哈希值就代表工分，深色阴影部分是有效区块的哈希值。
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矿池管理员也会作为参与者之一运行比特币节点，收集交易并组装区块。他会把他自己的接收地址放在币基交易里，然后把这个区块发给所有矿池里的矿工们。矿工们收到后会在这块上面开始挖矿，最后递交工分来证明他们确实进行了运算工作。
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当矿池一个成员找到了一个有效区块，他会把这块发给矿池管理员，然后管理员会根据大家的工作量按比例分配奖励。发现这个有效区块的矿工并不会因此获得特别奖励，所以如果其他矿工的工作量更大，那么其他矿工就会获得更多的奖励，即使他们并不是真正发现有效区块的人。如图5.13。
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图5.13 挖矿奖励
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注：图上三个矿工在同一区块上挖矿。他们最后的奖励是根据他们工作量的大小来决定的。即使是右边那个矿工找到了有效区块，但左边那个获得了更多的奖励，因为他的工作量更大。找到有效区块的矿工并没有收到特别奖励。
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矿池管理员如何分配奖励的方案有好几种，我们将会探讨一下最常见也是最简单的两种，也有其他一些方案被不同的矿池使用，但这两种基本上可以解释奖励方案之间的权衡选择。
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工分分红
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在这个模式里，管理员会对每一个超过特定区块难度的工分发放固定的奖励分红。在这个模式里，矿工在发送工分之后，管理员马上就会对其支付奖励，而不需要等到整个矿池发现一个有效区块。
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从某些方面来说，工分分红的模式对矿工是最有利的，他们可以确保每次发现一个工分的时候都有一定的收入，而管理员其实担当了所有的风险，因为无论矿工是否找到有效区块，他都必须按照工分支付奖励。当然，和其他模式相比，因为风险的增加，管理员也会收取更高的管理费用。
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这个模式的问题是，矿工没有动力把有效区块提交给管理员。也就是说，即使把有效区块丢弃了，他们也会得到同样的奖励，但对整个矿池来说是个巨大的损失。一个恶意的管理员可以作为矿工参与另外一个矿池，用这个方法攻击另一个竞争对手，让他的矿池无法维持下去。
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按实际比列分红
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在这个模式里，不是按照工分分发固定分红，每个工分所能得到的分红，取决于整个矿池是否可以找到一个有效区块。每次找到一个有效区块，区块奖励（25个比特币再加上交易费）会按照每个矿工的实际工作量按比例分配。
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在这个模式里，矿工仍然会承担与矿池风险成一定比例的风险。但是如果矿池足够大，发现有效区块的概率波动会相当低。按实际比例分配的模式大大降低了矿池管理员的风险，因为只有矿池发现有效区块的时候才会支付矿工奖励。这也解决了工分分红模式的问题，矿工有动力把有效区块提交给管理员，因为只有那样他们的奖励才会被相应发放。
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