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奖励破坏
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我们设计这种攻击的目的，是让矿工们即使加入了一个矿池挖矿，也会缺乏向矿池管理员提交有效区块的动力。目前，只有矿池管理员可以获取挖矿奖励，因为管理员要求所有的参与者在他们挖矿的币基交易中加入一把特殊的公钥。这个公钥是否被正确地放入，可以在提交近似区块的时候被很容易地检查验证。矿池管理员是唯一知道私钥的人，因此可以决定新铸币的走向。
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但如果我们要求所有的参与者都知道私钥（这样一来，当找到有效区块的时候大家都可以重新定义区块奖励的去向）呢？为了做到这一点，我们需要一个解谜算法，每一个解谜运算的尝试都要求知道币基交易里的私钥。我们可以把解谜从“找到一个区块，其哈希值低于一个特定的目标”改成“找到一个区块，这个区块里的数字签名的哈希值低于一个特定的目标”。这个数字签名必须要用币基交易里同一把公钥来计算。
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这样的解谜算法，会给矿池管理员两个都不可靠的选择：他们可以把私钥分发给所有成员，如此，他们之中任何一人都可以私自挪用全部矿池资金。另外一个办法是他们可以代表矿池成员进行签名。计算一个签名的计算量比计算一个哈希函数要大许多，这样一来，矿池管理员会承担主要的苦活与累活，所以最好让矿池管理员成为一个独立的矿工。
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不能被外包的挖矿的优劣
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由于这类解谜算法不能够有效地（并不是完全不可能）被外包到一个不能被信任的参与者，这就使得成立一个由不被信任的参与者所组成的矿池变得十分困难。它可以有效地阻止所有的矿池形成，即便是像P2Pool这样成立一个没有矿池管理员的去中心化矿池。
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存在如下争议，部署这类解谜算法可能会不可抑制地造成更多的中心化，而不是更少。因为概率上较高幅度波动（找到有效区块而获得奖励的概率问题）会让小矿工们不敢参与挖矿，剩下的只会是大型挖矿团队。目前，虽然矿池表面上控制了大量的挖矿算力，但还是不清楚如果他们想利用这个优势来发起攻击的话，其中许多成员是否会叛逃。大型挖矿矿池和可以承受高幅度收入波动的小矿池，到底哪个风险更大？这是一个未能解决的问题。
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设计一个共识协议，理想方案是小额度地奖励每个找到低等难度解谜答案的矿工，以“自然地”降低概率波动风险。这就意味着矿工们不需要组成矿池，同时小矿工们还可以参与挖矿获利。仅仅降低每个区块产生之间的时间间隔不会起到作用——它需要被降低1 000倍或者更多，才能够在概率风险上与大型挖矿矿池所面临的情况相当。但到那个时候，每个区块之间的间隔只有不到一秒，陈旧区块的数量会变得不可控制的高。还有一个问题，是否存在另一种共识协议，可以做到在不需要瞬时广播所有解谜结果的情况下，让解谜运算变得更加容易？
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区块链技术驱动金融：数字货币与智能合约技术 [:1703863959]
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区块链技术驱动金融：数字货币与智能合约技术 8.5 权益证明和虚拟挖矿
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在结束本章之前，我们讨论一下这个想法：用虚拟挖矿（virtual mining）来替代计算力挖矿。虚拟挖矿是指一组不同的挖矿方法但它们都有一个共同的特点——对参与的矿工只要求少量的计算资源。
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建立一个封闭挖矿系统
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作为一个思想实验，假设比特币或是其他加密数字货币成为全球主要支付手段。矿工起初会拥有一些加密数字货币来购买挖矿设备和支付电耗，以此获取一些新币来作为挖矿的奖励（见图8.3）。这基本上是个消耗资源的过程。
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图8.3 比特币挖矿的资源循环
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一旦挖矿设备变成了一种商品，并且电力也是一种商品（本来就是），没有矿工有任何优势可以更有效地把他们起初拥有的加密数字货币转化成挖矿奖励。除非有细微的效能差距，挖矿投入最多的矿工将会获得最大的挖矿奖励。
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推动虚拟挖矿的基本问题是：如果我们把挖矿设备和能耗这一环节省去，会产生什么结果？毕竟，这个过程主要是用来证明谁在挖矿这件事情上投入最多。为什么不简单地把挖矿“算力”按比例分配给当前所有的持币人？
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回忆一下比特币挖矿的初衷是在区块链上建立起一个投票机制，有更多算力的矿工会得到更多的投票权力。因此，我们可以设计一个“投票”系统，选票（投票权力）是由每个人所拥有的当前币量所决定的。
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虚拟挖矿的优势
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这个方法的优势是显而易见的：它把如图8.3中右边浪费资源的一半去掉了，留下了一个封闭的系统，如图8.4所示。
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图8.4 虚拟挖矿的资源循环
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除了简单化之外，这个方法会大大减少比特币对环境的影响。它不会把能耗降到零，因为矿工总是会消耗一些计算资源来和网络通信验证，有一些虚拟挖矿方案也要求少量的挖矿计算力。但总体上，比特币里绝大部分的挖矿工作量可以被省去。
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