以太坊的整个技术架构

A. 《以太坊技术详解与实战》pdf下载在线阅读，求百度网盘云资源

《以太坊技术详解与实战》（闫莺）电子书网盘下载免费在线阅读

资源链接：

链接：https://pan..com/s/1g6YtL-Ws5Ukd6KksLQ_S0g 密码：os8v

书名：以太坊技术详解与实战

作者：闫莺

豆瓣评分：7.7

出版社：机械工业出版社

出版年份：2018-4-3

页数：226

内容简介：

以太坊创始人、首席科学家Vitalik Buterin倾力推荐，工业界与学术界区块链专家联合撰写，权威性和实用性毋庸置疑。本书深入剖析以太坊架构、核心部件、智能合约编写与开发案例等关键技术，并涵盖以太坊数据分析、性能优化、隐私与数据安全等前沿实践与进展。

第1章 介绍区块链背景、基本原理与应用，以对区块链有整体性了解。

第2章 详解以太坊架构与组成，涵盖以太坊架构、核心概念与技术、客户端与域名服务等，是后续学习的基础。

第3章 带领读者部署不同网络类型以太坊区块链，含有多种技巧与脚本样例。

第4章 剖析智能合约与以太坊虚拟机的原理，这两者是以太坊的魅力所在，了解后可以更好地开发智能合约。

第5~6章 手把手教学，给出具体编写、编译、部署智能合约的方法和案例，密集锻炼读者智能合约编程与实践能力。

第7章 剖析以太坊上数字资产定义的原理和方法，包括CryptoKitties养猫游戏基于的ERC 721合约标准，到此读者可以编写以太坊应用了。

第8章 会进一步对如何查看、分析以太坊公有链数据的工具和方法进行介绍。

第9~10章 是前沿技术的探讨，涵盖以太坊性能优化和隐私保护技术。这些技术都在比较初级的阶段，读者可以一边阅读一边思考，提出自己的想法和建议。

作者简介：

闫莺 （博士），微软亚洲研究院主管研究员，区块链领域负责人，微软Coco区块链平台中国负责人。中国软件协会区块链创业学院及区块链专委会专家、中国电子学会区块链专家委员。专注与区块链技术、大数据分析、数据库以及云计算的研究。在区块链领域获得多项国际专利，并在数据库和云计算 领域国际顶级会议和期刊发表论文30余篇。参与翻译《区块链项目开发指南》。

郑凯 （博士），电子科技大学教授，博士生导师，澳大利亚昆士兰大学计算机科学博士。主要研究领域为区块链数据管理，以及时空数据挖掘、不确定数据库、内存数据库、图数据库等。在数据库、数据挖掘等领域的重要会议和期刊发表论文100余篇，被累积引用1500余次。2013年获澳大利亚优秀青年基金，2015年获数据库顶级会议ICDE最佳论文奖。担任数据库领域知名国际会议的程序主席和联合执行主席，国际SCI期刊客座编委，以及数十个国际等级会议的程序委员。

郭众鑫 微软亚洲研究院研发工程师，微软Coco区块链平台核心开发者。专注于区块链技术、大数据分析、分布式系统等方面的研究和开发。

B. 以太坊技术系列-以太坊数据结构

本篇文章和大家介绍一下以太坊的数据结构，上篇文章我们提到，以太坊为了实现智能合约这一功能，使用了基于账户的模型。我们来看看以太坊中数据结构。

既然是基于账户的模型，我们需要通过账户地址找到账户的状态。就像通过银行卡号可以找到你在银行中的各种信息一样。最简单的想法当然是一个简单的哈希表 key是账户地址 value是账户状态。但这里有个问题解决不了。

轻节点如何校验账户合法性？

上篇我们说过，区块链中有2类节点，全节点和轻节点，轻节点只会存储block header，所以轻节点如何才能校验账号是否合法呢？

这个思路和我们平时用的md5校验一致，我们会对区块内的信息进行hash运算从而得出区块内信息唯一确定的值，区块链所有节点中这个值都是相同的。

在这个过程中我们用到了一种数据结构Merkle Tree（哈希树），我们先看下Merkle Tree（哈希树）的示意图。

上篇文章说到区块链中的链表(哈希链)和我们平时常见链表不同的是将指针从地址改为了hash指，这里也一样，哈希树和二叉树的区别有2个

1.将地址改为了哈希值

2.只有叶子节点存储数据

回到之前的问题轻节点是如何校验1个账户或交易是否是在链上的呢？

整个流程如上图所示

1.轻节点需要判断1个账号是否合法

2.轻节点由于只存储block header，所以拿到1个账号的时候会向全节点发出请求

3.全节点存储了所有账户状态，将账户路径中的需要计算用到的hash值返回给轻节点

4.轻节点本地进行计算根hash值，如果计算结果和自己存储一致则账户合法，不一致则不合法。

那以太坊中的账户信息的数据结构就是这样吗？

直接用这样的数据结构来存储账户信息会有2个问题

查找困难

生成hash值不确定

第1个问题应该比较容易发现，在这个树中寻找1个账号需要的复杂度是O(n),因为没有任何顺序。

第2个问题其实也是因为无序导致的，无序的组合每个节点针对同一批账户生成的hash值不一致，这就导致无法达成共识。

既然2个问题都和顺序有关，那我们类似二叉排序树一样，使用哈希排序树是不是就可以解决问题了呢？

使用排序树后会带来另外1个问题

插入困难

因为要维持树是有序的，很可能带来树结构的很大变动。

以太坊中使用了另外一种数据结构字典树。和哈希树不同，字典树应该是很多地方都有使用。我们简单来看下字典树的结构。

字典树能够较好地解决哈希树的2个缺点1.查找困难 2.生成的hash值不确定以及排序二叉树的1个缺点 插入困难。

但字典树我们可以看到可能树的深度可能由于部分元素导致整棵树深度非常深。

这时我们可以进一步优化，将相同路径进行压缩。这就是压缩字典树。

将哈希树和压缩字典树结合，就可以得到以太坊存储账户的最终数据结构-MPT。

将压缩字典树里面的指针从地址改为指针，并且将数据存储在叶子节点中即可。

介绍完状态树的数据结构，我们接下来讨论1个问题，区块中存储的账户状态是什么样的范围。有2种选择。

只保存当时区块中产生交易的账户状态。

保存全局所有的账户。

我们可以看下这2种方式，无非就是空间和时间的平衡，只保存当前区块产生的交易意味着是做懒加载(需要的时候才去寻找账户)，在区块链中这个代价是非常大的，因为寻找的账户之前从未交易过，这样会遍历整个区块链。另外一种保存全局的账户方式虽然看起来空间消耗较大，但查找快捷，而且空间的问题我们可以通过其他方式优化。所以最终以太坊选择了第2种每个区块都报错全局所有账户的方式。

我们来看下以太坊中是如何保存状态树的。

可以看到以太坊中虽然每个区块都保存了全部账户，但是会将未发生变化的账户状态指向前1个节点，本身只存储发生变化的状态，这样可以较大程度优化空间占用。

介绍完以太坊中比较复杂的状态树后，我们继续来看看以太坊中的另外两棵树，交易树和收据树。

首先介绍一下，为什么需要交易树&收据树。

1.交易树

虽然以太坊是基于账户的模型，但是就像银行不仅会存储银行卡的余额，还会存储卡中的每笔钱怎么来的以及怎么花的。交易树中就存储着当前区块中的包含的所有交易。

2.收据树

由于智能合约的引入增加了不少复杂性，所以以太坊用收据树存储着一些交易操作的额外信息。比如交易过程中执行日志就包含在收据树中方便查询。收据树和交易树是一一对应的。每发生一次交易就会有一次收据。

和状态树不同交易树和收据树只维护当前区块内发生的交易，因为当时区块发生交易时不需要再去查找另外1个交易，也就之前需要可能遍历整个区块链的查找操作了。

由于以太坊中的出块速度较快，我们进行一些查询一些符合条件交易的时候会面临大量数据遍历困难的问题。收据树中引入了布隆过滤器可以帮助我们有效缓解这一困难。

布隆过滤器将大集合中每个元素进行hash运算映射到1个较小的集合，这时再来1个元素要判断是否在大集合的时候，不需要遍历整个大集合，而是去进行hash运算去小集合中寻找是否存在，如果不存在，肯定不在大集合中，如果存在则不能说明任何问题。

如上图所示，布隆过滤器只能证明某1个元素不在集合中，不能证明1个元素在结合中。

以太坊中如果我们要在较多区块中寻找某1个交易，则可以利用布隆过滤器，过滤掉肯定不存在目标交易的区块，然后进入收据树内继续利用布隆过滤器筛选，剩下的才是可能的目标交易的交易，进行一一比对即可。

我们介绍了以太坊的核心数据结构，状态树&交易树&收据树，他们都是使用相同的数据结构-哈希压缩字典树。但状态树是维护1颗全局账户树，交易树和收据树则是维护本区块内的交易或收据。

介绍完数据结构后，后面我们会用几篇文章来介绍以太坊中的一些核心算法，比如共识机制，挖矿算法等。

C. 你应该知道的区块链运作7个核心技术吗

区块链运作的7个核心技术，你知道几个?
1.区块链的链接
顾名思义，区块链即由一个个区块组成的链。每个区块分为区块头和区块体(含交易数据)两个部分。区块头包括用来实现区块链接的前一区块的哈希(PrevHash)值(又称散列值)和用于计算挖矿难度的随机数(nonce)。前一区块的哈希值实际是上一个区块头部的哈希值，而计算随机数规则决定了哪个矿工可以获得记录区块的权力。
2.共识机制
区块链是伴随比特币诞生的，是比特币的基础技术架构。可以将区块链理解为一个基于互联网的去中心化记账系统。类似比特币这样的去中心化数字货币系统，要求在没有中心节点的情况下保证各个诚实节点记账的一致性，就需要区块链来完成。所以区块链技术的核心是在没有中心控制的情况下，在互相没有信任基础的个体之间就交易的合法性等达成共识的共识机制。
区块链的共识机制目前主要有4类：PoW、PoS、DPoS、分布式一致性算法。
3.解锁脚本
脚本是区块链上实现自动验证、自动执行合约的重要技术。每一笔交易的每一项输出严格意义上并不是指向一个地址，而是指向一个脚本。脚本类似一套规则，它约束着接收方怎样才能花掉这个输出上锁定的资产。
交易的合法性验证也依赖于脚本。目前它依赖于两类脚本：锁定脚本与解锁脚本。锁定脚本是在输出交易上加上的条件，通过一段脚本语言来实现，位于交易的输出。解锁脚本与锁定脚本相对应，只有满足锁定脚本要求的条件，才能花掉这个脚本上对应的资产，位于交易的输入。通过脚本语言可以表达很多灵活的条早誉袜件。解释脚本是通过类似我们编程领域里的“虚拟机”，它分布式运行在区块链网络里的每一个节点。
4.交易规则
区块链的交易就是构成区块的基本单位，也是区块链负责记录的实际有效内容。一个区块链交易可以是一次转账，也可以是智能合约的部署等其他事务。
就比特币而言，交易即指一次支付转账。其交易规则如下：
1)交易的输入和输出不能为空。
2)对交易的每个输入，如果其对应的UTXO输出能在当前交易池中找到，则拒绝该交易。因为当前交
易池是未被记录在区块链中的交易，而交易的每个输入，应该来自确认的UTXO。如果在当前交易池中找到，那就是双花交易。
3)交易中的每个输入，其对应的输出必须是UTXO。
4)每个输入的解锁脚本(unlocking script)必须和相应输出的锁定脚本(locking script)共同验证交易的合规性。
5.交易优先级
区块链交易的优先级由区块链协议规则决定。对于比特币而言，交易被区块包含的优先次序由交易广播到网络上的时间和交易额的大小决定。随着交易广播到网络上的时间的增长，交易的链龄增加，交易的优先级就被提高，最终会被区块包含。对于以太坊而言，交易的优先级还与交易的发布者愿意支付的交易费用有关，发布者愿意支付的交易费用越高，交易被包含进区块的优先级就越高。
6.Merkle证明
Merkle证明的原始应用是比特币系统(Bitcoin)，它是由中本聪(Satoshi Nakamoto)在2009年描述并且创造的。比特币区块链使用了Merkle证明，为的是将交易存储在每一个区块中。使得交易不能被篡改，同时也容易验证交易是否包含在一个特定区块中。
7.RLP
RLP(Recursive Length Prefix，递归长度前缀编码)是Ethereum中对象序列化的一个主要编码方式，其目的是对任意嵌套的二进制虚消数据的序列进行编码。陆激

D. 区块链的模型架构是什么

目前市场上区块链培训课程跨度很大，课程内容和授课形式也是五花八门。

区块链

1、编程基础入门

计算机软硬件基础、字符集及字符编码、HTMLCSS（含HTML5CSS3）、ECMABOMDOM、jQuery、node.js、Ajax及Express

2、Go编程语言

Go基本语法、流程控制、函数及数据、错误处理、Go面向对象编程、Go并发编程、Go网络编程、Go安全编程、Go进阶编程（goroutine、channel）、数据库MySQL、LevelDB

3、区块链1.0——比特币Bitcoin

比特币原理、比特币系统架构、密码算法（Go语言实现）、共识算法（Go语言实现）、比特币交易原理及交易脚本、比特币RPC编程（node.js实现）、比特敏贺腊币源码解析

4、区块链2.0——以太坊Ethereum

以太坊工作原理及基础架构、以太坊基本概念（账户、交易、Gas）、以太坊钱包Mist及Metamask、以太坊交易、ERC20标准Token开发部署、以桥滑太坊开发IDE——remix-ide、智能合约与Solidity、Solidity部署、备份及调用、框架技术：truffle及web3、DApp开发实战、Geth

5、区块链3.0——超级账本之Fabric

超级账本项目介绍、Fabric部署和使用拍绝、Fabric配置管理、Fabric架构设计、Fabric CA应用与配置、应用开发实战。

E. 区块链技术的功能特征

区块链在本质上是一种分布式的存储系统，由于其采用了交易记账式的存储模型，也可以称其为分布式记账系统。北京木奇移动技术有限公司，专业的区块链开发公司，欢迎交流合作。下面讲一下区块链技术的功能特征。

在传统的平台技术中，中心决策是非常常见的一种数据处理方式，例如银行传统的转账方式中，交易信息要经过银行的中心服务器集群进行处理，通过层层的数据上传和指令分发完成两个账户间的交易。而区块链中的每笔交易都是交易人双方直接进行沟通和交易的，从发起交易到交易完成确认，不经过任何中介机构，所有节点都是平等的，具有完全相同的权限，这种在网络中点对点交易的模式，使区块链应用免于中介交易的风险。

需要注意的是，区块链虽然经常被称为分布式账本，甚至其本质就是一种分布式的存储系统，但区块链与常规的分布式系统不同，它的分布式结构更加特殊。分布式是与中心化相对应的一个概念，中心化结构中的所有分节点都只与中心节点进行数据交互，相互之间没有任何联系，因此中心节点需要承担全部的负载，一个中心化系统的效率基本只与中心节点的处理速度相关，同时一旦中心节点出现阻塞、死锁、宕机等问题，整个中心化系统就会随之停滞运行甚至直接崩溃。而分布式结构中的特点则是存在多个可以与其他节点的进行数据交互的节点，分布式网络存储技术则是将数据分散的存储于多台独立的机器设备上。这听起来有些拗口，但如果对其基于中心化特点进行分类描述就容易理解了，分布式结构包括了多中心化结构与去中心化结构。

多中心化系统是指由多个中心化系统构成的系统，其中每一个中心化系统都包括一个主节点和若干个从节点。在进行任务处理时，由主节点将任务拆解为多个分任务，并分别下发至其下属的多个从节点同时进行处理。从节点将处理结果回传至主节点后，主节点将对各个分任务的处理结果进行整合，最终完成任务。当然这只是一个简化的任务处理描述，多中心化系统可能存在多层主从结构，形成树状的任务分配结构。同时，从节点还可能听命于多个主节点的调配，基于复杂的任务管理机制，实现效率最大化。但多中心化与去中心的根本区别在于是否有一个中心节点控制着各个主节点的运行，如果最顶层的节点是多个节点，那么它就是去中心化，相反，如果顶层只有一个节点，它就是多中心化的。

在去中心化里，还有更为特殊的一种不存在任何中心的结构，可以称其为完全去中心化结构，这也就是点对点网络结构，这种结构在比特币网络中就有所体现。点对点网络结构的相对优点是高容错、节点拓展性强、隐私性强和数据一致等，但相应也存在冗余通信、消息延迟等问题。

图5 网络结构划分示意图

一般区块链领域内强调的”去中心化”，大多指的是系统的归属层面。系统归于社区和所有账户是去中心化的，系统归于机构甚至某个人则是中心化的。去中心化是区块链的共同特征，但点对点网络这种完全去中心化结构却在当前的应用较少，只有比特币、以太坊等公有链属于这种结构，因为全世界任何人都可以随时进入到系统中进行读取数据、发送可确认交易、竞争记账行为，这导致了其安全性和系统效率不能得到保障。私有链往往具有一个或多个中心对节点进行管控，所有操作均需得到该中心的许可并受其约束和限制，虽然其进行常规数据处理时采用去中心化的机制，但它在严格意义只是一种分布式的区块链部署模型。而联盟链则可被视为私有链的集合，是公有链在安全性与高效性上的妥协，它采用了多中心的技术架构。

区块链由于具有不可篡改的天然特点，基于共识算法保证数据一致，系统中的任何节点都无法篡改和伪造交易，所有交易内容都是确定的、没有争议的，交易将不存在信用风险，那么区块链系统也就具备了去信任化特征。

基于区块中承载内容由交易到智能合约的变化，区块链的去信任化有两个阶段，第一阶段是对区块链网络中 历史 交易行为真实性的信任，第二阶段是以智能合约规则为基础，对未来交易行为的信任。

第一阶段对 历史 行为真实性的信任，可以简单理解为区块链系统免除了证明 历史 交易的过程。当我们向别人说明某事曾经发生过时，需要有证据才能让别人相信，而这个证据往往需要一个有公信力的第三机构来证明，并通过验真手段提供信用保证。例如进行网络购物时购物平台提供的电子交易单是证据、在外用餐时餐厅提供的税务局发票是证据、或者在使用夫妻身份购房时机构提供的结婚证是证据。而在接受这些信息的人也需要对这些证据验真才能确信这些事确实是发生过的，与前文对应的，在出现网络购物纠纷时，需要查询购物平台的电子交易单是否真实存在；进行餐费报销时，需要对发票的签章进行核验；确认两人夫妻身份时，需要对结婚证的防伪标志进行核验。但区块链系统的数据被认为是不可篡改和伪造的，因此只要是向链上的其他节点说明一件 历史 发生的事就不需要任何第三方证明，因为数据块上的信息随时可以被拿出来直接考证，这便形成了区块链的 历史 交易去信任化。

第二阶段对未来交易行为的信任，因为在理想的状态下，区块链的智能合约是与业务绑定的，即智能合约在区块链系统中具备强制执行力。因为智能代码是完全公开的，且被记录在主链中被所有账户所储存。在智能合约被调用或是被某一机制触发后交易将被强制执行等操作，不存在抵赖的可能性。因此在区块链系统中的用户不必担心对方在未来的信用风险，这边形成了对未来交易去信任化。

在公有链中，每一个节点的账本都完整记录了所有交易，区块链不直接进行账户信息的实时记录，而是通过交易追溯的方式得出账户实时信息，同时由于任何人都可以创建区块链账户以形成区块链节点，那么公有链中的信息可以被认为是对所有人公开的，这就形成了区块链的开放与可追溯特征。且因公有链的代码往往是开源的，那么开放可追溯的不仅是系统中的交易数据，还有整个系统的交易规则，高度的公开透明化使区块链满足了许多需要公开数据的应用场景。

不过区块链基于比特币网络的基础上还发展出多种变体，例如比轻节点，以及私有链与联盟链等，这些变体不能满足严格意义上的开放可追溯。轻节点只能执行和验证交易，没有全部的交易数据可供回溯，因此轻节点不具备可追溯性。不过这一问题只是在于用户的选择，如果具备足够好的硬件环境，用户完全可以选择成为一个全节点而非轻节点，以便掌握全部数据。另外，加入私有链与联盟链是需要准入许可或者被验证的，读取权限是有选择性地对外开放，并非对全网公开，这也就不满足严格意义上的开放性。

F. 以太坊2.0上线大热，你如何展望技术与生态交织的未来

随着存款目标的超额达成，以太坊2.0信标链已于12月1日正式启动，这标志着以太坊2.0主网的第一步落地。此次升级将完成对加密网络的一次重大更新，这是以太坊网络历史性的里程碑，也是加密货币历史上最为浓墨重彩的一笔。

很多加密货币爱好者已经开始畅想，以太坊2.0上线之后，技术与生态的交织会构建出一个怎样的未来呢？

事实上，以太坊作为一个区块链产品和技术平台，初衷是希望区块链可以像手机操作系统一样，当开发者想构建应用时不必重复创造和维护区块链，直接使用以太坊即可。在经历过第一阶段的发展之后，基于当前面临的一系列发展境况，以太坊2.0概念终于横空出世。

对于以太坊2.0，有人称之为ETH 2.0或“宁静”（Serenity），是原生以太坊区块链的升级版本。本次升级的目标是提高以太坊网络速度、效率和扩展性，使以太坊区块链可以处理更多交易并缓解吞吐量瓶颈，与此同时通过对基础架构进行一系列调整，继而更好地解决网络可扩展性和安全性，将以太坊现有的工作量证明共识机制变成权益证明机制。

从目前的趋势来看，引入了分片链的以太坊2.0，将加快网络处理速度，同时在技术与生态的相互推进之中，以太坊也将不仅用于转账、资产发行、权属登记、投票、物联网等使用场景，还能更好地支持构建更多不同类型的价值应用，如：DeFi、DEX、游戏、市场、供应链、开发工具、治理、企业以太坊、预言机、ERC标准等。

以太坊2.0的前景让很多加密爱好者感到非常乐观，但技术与生态要想交织出更耀眼的火花，需要的是源源不断的创新力量，这力量可以是交易平台、是热点概念、是资本社群......以长期专注于技术研究的BTSE币希为例，这家成立于2018年的科技金融公司在加密货币领域一直进行着创新性的改革，他们同样希冀以技术为核心动能，为产业生态带来更多价值，为用户带来更优质的参与体验。

目前，雄心勃勃，一路向上发展的BTSE币希，在产品创新方面具备五大优势：

1、对于现货交易，BTSE币希流动性比较高。通过多合一委托列表，全世界不同的用户都可以进行交易。

2、对于期货交易，BTSE币希的期货交易用美元结算，最高可以提供100倍杠杆，而且支持多种抵押金，包括多货币、稳定币、比特币和以太币。

3、对于场外交易，也就是OTC服务。BTSE币希为VIP客户提供24小时的 OTC交易服务，只需要通过KYC就可以使用，平台支持9种多货币和8种加密货币之间的交易。

4、新产品“币希云”，是一站式白标服务方案。全世界的加密用户可以通过该平台定制一套新的交易系统，与BTSE币希共享流动性。

5、平台的增值服务，包括资产转换、钱包托管服务、投资服务，未来BTSE币希将推出更多投资服务给用户。

可以预见，在资本加持和技术聚焦的加密领域，区块链产业将进入新的历史发展阶段，迎来又一轮的爆发增长期。区块链与加密产业的向善发展，需要以太坊这样领军力量，需要像BTSE这样恪守创新之心的新锐势力，需要越多越多的价值型参与用户，如此，加密未来，才更值得拭目以待。

G. eth收益计算机是什么

以太币（ETH）是以太坊（Ethereum）的一种数字代币，被视为“比特币2.0版”，采用与比特币不同的区块链技术“以太坊”（Ethereum）。

一个开源的有智能合约成果的民众区块链平台，由全球成千上万的计算机构成的共鸣网络。开发者们需要支付以太币（ETH）来支撑应用的运行。和其他数字货币一样，以太币可以在交易平台上进行买卖 。

技术架构：

智能合约赋予账本可编程的特性，区块链 2.0 通过虚拟机的方式运行代码实现智能合约的功能，比如以太币的以太坊虚拟机（EVM）。同时，这一层通过在智能合约上添加能够与用户交互的前台界面，形成去中心化的应用（DAPP）。

当然，在某些技术文档中认为DAPP 应该在智能合约层之上单独为应用层，也是有一定道理，只要不影响理解即可。

H. 以太坊stratum协议原理

参照比特币的 stratum协议 和 NiceHash的stratum协议规范 编写了一版以太坊版本的stratum协议说明.

stratum协议是目前最常用的矿机和矿池之间的TCP通讯协议。

以太坊是一个去中心化的网络架构，通过安装Mist客户端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 bitcoinrpc 接口。

stratum是 JSON 为数据格式.

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:

Server:

其中：

是 订阅号 ；

080c是 extranonce ，Extranonce可能最大3字节；

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:

Server:

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:

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。

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:

任务ID ： bf0488aa ；

seedhash ： 。每一个任务都发送一个seedhash来支持尽可能多的矿池，这可能会很快地在货币之间交换。

headerhash : 。

boolean cleanjobs : true 。如果设为true，那么矿工需要清理任务队列，并立即开始从事新提供的任务，因为所有旧的任务分享都将导致陈旧的分享错误。如果是 false 则等当前任务结束才开始新任务。

矿工使用seedhash识别DAG，然后带着headerhash,extranonce和自己的minernonce寻找低于目标的share(这是由提供的难度而产生的)。

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:

任务ID : bf0488aa

minernonce : 6a909d9bbc0f 。注意minernonce是6个字节，因为提供的extranonce是2个字节。如果矿池提供3字节的extranonce，那么minernonce必须是5字节

Server:

一般的矿机与矿池通讯过程就如下所示：