六、今晚上线——人品、人品和水军

  开发过程看似持续了两周,其实最后几天都在集中测试。最难测试的就是挖到区块之后的提交功能。当时我们所有参与的人都开着机器跑挖矿程序,就算这样,也要一整天时间才能挖到一个块,获得一次珍贵的提交机会。在修复了若干 bug 之后,终于迎来了“今晚上线”的这一天。

  其实这里“上线”更确切地说应该是公开矿池的地址,吸引矿工来挖矿。毕竟要真的说上线的话,矿池已经在线跑了好几天了,还在我们这么多“矿工”的努力下,正常出了两个块。

  对于这次“上线”,大家心里都没底,毕竟我们这帮技术宅完全没有搞营销的经验,在矿工圈里也没有什么熟人。看来只能硬着头皮小心翼翼地贴小广告了。

  首先拟了个发布稿,贴在当时最“官方”的 bitcointalk 论坛(山寨币的发布,都在这个论坛),开头是“我做了个新的 DTC 矿池,欢迎大家来测试……”。其实第一版稿件里用的全是“我们”,后来一方面为了装 B,另一方面为了给矿工一种好说话的感觉,把稿子里所有的“我们”都改成了“我”。这个规矩一直严格执行,直到矿池倒闭。

  等论坛帖子发布 10 多分钟后,我那个潜伏在数据币矿工群的小号终于发挥用处了,发出了这条关键信息。

小白水晶 2013-12-14 22:13:18
好像有新的矿池了?不知道靠谱不,论坛里贴的 https://bitcointalk.org/index.php?topic=370920.0

  这种弱弱的语气也是我们一群人讨论了很久之后的产物。这条消息之后,原本活跃的群突然就安静了……诡异的安静让人有些不安。要知道那时候的矿池,还没网页,只有帖子里的这几句话。要是就这么被认作黑池而没人上钩,我们就要白干一场了。五分钟后,群又恢复到之前热闹的状态了,好几个矿工表示准备试试。

  看后台数据,连上矿池的人在缓慢地增长,发布之初,还是我们自己人的 10 台机器,慢慢就变成了 20、50……大概经过了一小时,已经有 100 台机器连上了矿池。突然,出块了!一阵兴奋之余,我们赶紧分头检查发放的工资、数据库、日志,看看有没有异常现象。一切都好,这才舒了一口气。

  矿工收到了工资,就开始在群里帮我们宣传“一小时挖两个币可以哦,大家快上”。我们其实每个人都已经加了群,虽然看着很激动,但也不敢乱说话,要是被认出来就不好了。这时候就只能靠群里“自干五”们的支持了。分析后台数据,排名第一的矿工用了 14 台 8 核电脑在挖矿,比起他来,我们自己的算力加起来也只是他的零头啊。

  又出块了!这次不是我们看后台数据发现的,而是矿工率先在群里说的。这下群里炸了锅“趁池子还没黑,快去挖”。看了真是哭笑不得啊。连接数 200、300 涨的飞快,远超我们的预期。又一个块!这短短的一个小时,出了三个块,小心脏受不了了……心跳正常之后,仔细算了算,按照期望,这时应该能出一到两个块,出了三个块纯属人品爆发。


blocks

挖矿出块页面插图

  接下来的一小时,我们感受到了什么是人品守恒。出来混,总是要还的。矿工的数量还在增长,但是却一直不出块了。有矿工开始破口大骂,我们只能仔细地排查错误,但是最终的结论是,运气太差。连接数开始缓慢下降,难道矿池才开业两小时就要准备关门了?

  为了缓和紧张的氛围,我们手动统计了所有矿工的欠款,跟帖贴在了发布稿的后面。这一招似乎非常有效,矿工看到池主说还欠自己钱,就暂时相信矿池还没跑路,愿意继续挖着试试了。群里有个矿工看到了这个帖子,猜测是不是池主在手动发钱才这么慢的。潜伏在矿工群里的众神瞬间化身为水军,顺势把舆论导向了这个有趣的中性话题上。

  终于在这个难熬的一小时快要结束的时候,一下子出了两个块,终于可以安心了。这时,R 神也写完了一个显示欠款页面,放出来大家一起检查。所有人同时发现了一个奇怪的现象,怎么有些人的欠款是负数,也就是说,给这些人多发了钱……这是要把自己弄倒闭的节奏啊……

  由于打印了大量的日志,排查起来非常方便。20 分钟之后,终于发现是数据同步的问题:我们最初设计的时候,为了图方便,把“不需要这么实时”的 share 统计数据,通过数据库来传递,反正最后也要入库。没想到在连续出块的时候,数据库还没来得及写入新数据,就接到了读取请求,这就导致矿池用旧的分钱方案又多分了一次钱。还好这个错误只会在连续出块的时候遇到,应该不严重,这真是个幸福的烦恼啊。此时已是凌晨两点,然而大家都非常兴奋,丝毫没有睡意,于是继续讨论怎么修复这个 bug。

  凌晨三点,方案落定,最佳解决方法应该是把关键数据都放到内存里,但是这得明天才能修完了。鉴于矿池运行稳定,大家都准备洗洗睡了。突然,矿池挂了……日志说,是同时打开文件数太多导致的。原来 Ubuntu 默认只能同时打开 1024 个文件(网络连接也算在内),现在已经有 400 多个矿工,再加上一些没释放的资源,已经达到了这个上限。问题倒是很好解决,改一下系统参数就好了。能在醒着的时候遇到这个错误真是幸运。

  到凌晨4点,终于能真的平静下来洗洗睡了。

五、包工头

  到 12 月 1 日,我们已经大致搞明白了比特币的原理,也知道矿池要做的事情,我手痒先设计了一个能用的矿池架构。这个架构主要有四个部分:钱包通信、矿机通信、主逻辑和 Web 界面。这些部分的功能是这样的(请跳过以下无聊的四段):

  钱包通信,顾名思义就是和钱包客户端通信了。比特币是在 P2P 网络上建立的,而其钱包客户端就是其中的一个普通节点,也就是说,这个客户端有着完整的功能。比如转账,比如宣布挖矿成功。我们也能从钱包客户端里面读取到当前虚拟币网络的任何信息。

  矿机通信,顾名思义就是和挖矿程序通信了。功能很单纯,有新的挖矿任务时,就给矿机发放任务;矿机挖到 share 时(下面会介绍什么是 share),就解析数据,并拉去检查提交。

  主逻辑,顾名思义就是主逻辑了。这个模块最初设计的时候是为了打通各模块之间的数据流,确保有新任务的时候可以及时通知到所有矿工。比如矿工算出新块了,要第一时间告诉钱包,及时同步到虚拟币网络。主逻辑的设计思想是尽可能抽象和简洁,随着后续的优化,主循环里面一共只有 20 多行核心代码。

  Web 界面,顾名思义就是个网页了。为了让矿工相信我们不是黑池,得把所有挖到的矿以及每个矿工的收入公开透明地展示出来。这个模块非常独立,上线之后才开始做。


architecture
最早规划的模块结构图(后期经过优化已经有所改变)

  我给自己封了个包工头的职位(史上亲自干活最多的包工头,本章标题就是为了纪念这个唯一出场机会的),由于整个设计思路数我最清晰,所以各个模块之间的协调由我来定。具体在开发过程中,每部分又可以继续拆分出一些独立模块,最后分出了八个独立模块大家一起来写。我写主逻辑以及矿机交互;D 神写分钱机制以及钱包通信;H 神写 share 验证;R 神写数据库接口、share 统计、Web。四个人,两周的业余时间基本都在开发矿池了。

  其实嘛,对于码农来说,编写矿池这几天完全就是“日常”,最没什么可以回忆了。基本都是,提出方案,讨论优化,然后敲代码,测试。不过,有些细节设计还是值得分享一下的。

狗池

  都写到第五章了,还是没说狗池是什么,现在终于要揭秘了:狗池就是我们做的矿池的名字。“池”肯定就是矿池的意思了,那为什么叫“狗”呢?我们在选择编程语言的时候,R 神和 F 神同时建议使用 Go 语言,可以应对“百万级”矿工的连接。D 神:“于是就叫 GoPool,简称狗池。”R 神:“贱名好养活。”于是名字就这么定了……不过后来因为 gopool.net 被注册了,我们只好抢了个 gpool.net,中文名还是不变。

  顺便插播一段漫画调节一下枯燥的氛围。Go 语言的吉祥物其实是 gopher,就是下面左边这个很萌的形象,后来 X 神为 Web 界面上每个功能都设计了一个对应的 gopher 风格的插图,后面不定期插播这套插图,先放一个首页的插图。


gopher首页插图
gopher以及矿池首页插图

share

  前面提到了 share,这是一个在矿池挖矿特有的概念。之前提过,矿池的设计目的就是让小算力的矿工能按照他们出的力分钱,从而得到持续稳定的小额收入。那怎么评估每个矿工出的力呢?其实思路很简单,就是让矿工做一些低难度的“挖矿”任务。比如比特币需要矿工找到一些前面有 67 个 0 的 hash 值,那么矿池可以降低难度到 50 个 0,如果矿工找到一个至少有 50 个 0 的方案,就可以提交,这个难度就小很多了。矿池如果在里面发现有 67 个 0 的,就可以提交给比特币网络了。质数币也类似,只是不以 hash 前面的 0 为难度衡量指标了,而以对应质数序列的长度为目标。质数币网络需要我们找到长度为 10 的序列,矿池就把难度降低到 6。这种矿工提交的低难度方案,就是 share。share 里面可能会有难度符合虚拟币网络要求的方案,就可以变成区块。

  这里还有个有趣的地方。矿工会不会在算到低难度的 share 时,就提交到矿池蹭分红,而在算到难度满足区块的要求时,直接擅自提交独占成果呢?其实这是不行的。还记得最早提过的挖矿其实在计算 hash(“基准字符串”+“随机字符串”)么,里面的基准字符串已经编码了:这个矿挖到之后是分给谁的。所以对于矿工而言,要么参加分红,要么自己挖矿,没法两者兼得。

分钱

  虚拟币矿池的分钱策略有两种现成的方案,PPLNS 和 PPS,具体可以看这个介绍。我们最后考虑到编程实现上的便利,改造了 PPLNS 策略,按照最近一小时的 share 数进行分配。对于矿工而言,PPLNS 手续费更低,只要收入稳定,一般都会选手续费低的。

  对于矿池而言,分钱还需要考虑另一个问题,那就是在哪分钱。这是什么意思呢?在虚拟币世界里有两种方式可以得到钱,一种是挖矿获得,另一种是别人转账过来。前面提到“基准字符串”里面编码了挖矿成功之后钱分给谁。如果是第一种方式,可以直接按照之前矿工的算力投入编写分钱方案,挖到矿时直接分给矿工。如果是第二种方式,则挖矿的收入全给矿池,之后通过转账的方式,把矿池里的钱转给矿工。

  这两种方案其实各有优点,前一种矿工可以及时看到收益;后一种按需取款,避免钱包都是碎银子……可能有人会觉得虚拟币钱包里的钱不就是个数字么,多笔小额的收入有什么关系。其实还真有关系,虚拟币用钱(给别人转账)的时候,需要说清楚,这笔支出的钱,分别是从哪几笔收入里来的。当然这些工作都是钱包客户端自动完成的。不过大量的碎银子会拖慢钱包的速度,甚至有可能导致转账数据包太大,而需要缴纳额外的手续费。

  我们最后采用的是前一种方案,因为该方案挖到的矿都直接分给矿工了,而矿池就不会存有大量虚拟币,也就不会成为黑客的攻击目标了。(后一种方案钱全在矿池,可以携款潜逃 23333)

  简单总结一下整个开发过程中的一些想法,产品设计上,我们第一目标是降低自己的风险,第二目标是为矿工提供稳定的收入。技术设计上,目标就是低成本(代码量和服务器成本),高性能。虽然这个目标不一定能泛化,但是在当时的情形下应该还是比较适合的。

p.s. 作为一个包工头,每天的 push 是必不可少的,那几天我的口头禅是“今晚上线”。然而这并没什么卵用。

四、说干就干——YY 变成现实的重要一步

  经过 D 神连续 4 天的洗脑,大家都已经相信了做矿池是一个发家致富的好路子。但是为什么没人动手做呢?当时没人能搞明白矿池是怎么回事,甚至连比特币的原理也不清楚。这种情况下,从零开始做矿池,技术门槛实在太高。既然我已经率先被洗脑成功,就一定要把这件事干成。

  第一步,拉人。土豪 F 神建了个群,把我们有意向参与开发的人加进了 QQ 群。这居然是个 2000 人的群,大家幻想着事成之后,直接把这个群当作用户群。

  第二步,分工。在所有人都很迷茫的时候,唯一能做的就是学习。先弄明白比特币、矿池的原理再说。

  当时可供学习的素材主要有代码和文档。比特币自然是开源的,也有一些矿池是开源的,比如 P2Pool。文档在当时反而很少,基本只能看比特币最早那篇简短的论文。中文的资料把比特币说得很神,英文也很难找到详细介绍比特币技术的资料,更不用说矿池了。

  配合代码和文档,还有一种很重要的学习素材,那就是数据。矿机(挖矿程序)和矿池的通信数据,比特币客户端存储的数据。于是,大家就开始分头行动,看比特币代码、看矿池代码、看开源矿机代码、分析不开源矿机的通信数据、编译开源矿池测试。这些工作相辅相成,大家有条不紊地进行着。

  和大神们一起讨论与探索,进度还是非常快的:

  第一天,大家就弄明白了比特币的原理(最有效的是看比特币的区块数据),什么是难度,比特币是怎么保证全网 10 分钟只出一个区块的。

  第二天,大概弄明白了质数币的原理,那些质数到底是怎么存的,怎么检验的。

  第三天,矿机与主流矿池的通信已经基本被翻译出来。至此我们终于发现,原来矿池比我们想象中的简单得多,倒是 P2Pool 有很多我们不需要的功能,代码过于复杂了。于是我们停止了为期两天的争论,放弃了修改 P2Pool 的方案,决定自己重写。

 p.s. 这几天所有人的口头禅都是:太 NB 了,怎么设计得这么精妙!

二、故事的开头

  尽管从开篇看来,做矿池是顺理成章的事情,然而故事真实的开头是这样的:

  首先,我们这帮技术宅(D神、R神、H神、M神、F神、S神、X神……)有一个群,平时在群里灌水,偶尔讨论技术。群里的话题是从这天开始变化的——

  • 2013.11.18 早上,R 神发了条微博说,睡觉前买了一个比特币,花了 3000,醒来之后涨到了 3600。见此大家各种膜拜。
  • 2013.11.18 白天,好消息:国内最大的比特币交易平台拿到了风投。于是比特币涨到了 4000 多一个。
  • 2013.11.18 晚上,好消息:美帝公开表示不会取缔比特币。于是比特币一下子飙升到 7000 一个……
  • 此后的若干天,技术宅们一有空就在 YY 怎么从中捞一笔。
  • 2013.11.23 D 神发现了矿池,于是开始天天给我们洗脑做出来可以躺着数钱。
  • 2013.11.26 我终于受不了洗脑,决定推动开发矿池。

三、数据币——走向人生巅峰,要先登上这个小山包

  伟大的 D 神在给我们洗脑要做矿池的时候,心里已经想好了要做“数据币”的矿池。这个数据币又是什么鬼?炒过币的人可能知道除了比特币之外,还存在着很多的山寨币。而数据币只是茫茫币海中一种非常普通的山寨币。

山寨币

  山寨币,其实英文是 alternative coin,其实这两个名字都挺确切的,就看从什么角度去看山寨币了。

  从技术创新角度看,山寨币只是在比特币之上做了点微创新。比特币提出了一整套金融体系,当之无愧是革命性的创新。而山寨币,说白了只是 fork 了比特币的代码,然后改了其中的一些参数而已。比如虚拟币市场中仅次于“金币”比特币的“银币”莱特币,作为最大的山寨币,主要也就三点微创新:改多了货币总额,加速了转账时间,然后把挖矿算法从 SHA-256 改成了 Scrypt。看起来确实挺山寨的。

  但是从应用的角度看,这些参数改动并不是毫无根据的,每个改动都可以成为山寨币的卖点。转账时间更短,可以让虚拟币交易更快捷,提高其实用性。而挖矿算法上,Scrypt 算法更适合 GPU 计算,相对而言更平民化。要知道比特币挖矿就是因为用了 SHA-256 算法,在 2013 年之后算力已经完全被专用集成电路(ASIC)垄断[引用],GPU 矿工根本没法获得收益。算力被垄断,对于虚拟币来说是很危险的,这点上,莱特币相比比特币稍微安全一些。这么看来,山寨币确实也是 alternative 的。

  制造一种山寨币,在技术并不难,难的是推广和运营。比如先要让人相信这个山寨币不是骗钱的(作者没有预挖之类);然后文案上要把“改参数”的故事说好,让人认为这是革命性的创新,值得去投资;最后对于特别山寨的山寨币而言,要想方设法让币上交易平台,上越大的交易平台,大家都认可度就越高。

  对于山寨币,中国比特币首富李笑来也曾公开表示他不会投资山寨币,他认为山寨币的创新和比特币比起来,根本算不上创新,不会长存。其实很多人也都是这个观点,但是芸芸众生就算后知后觉了首富的观点,也不见得就有觉悟不去碰山寨币。因为大家都相信,自己不是最后一个“接盘侠”。

比特币莱特币质数币数据币
btcltc
xpmdtc
SHA-256,ASIC挖矿Scrypt,GPU挖矿质数序列,CPU挖矿质数序列,CPU挖矿

数据币和质数币

  回到数据币,当然也是些微创新。数据币其实是一个在质数币上二次山寨的山寨山寨币。质数币的微创新,主要在其挖矿算法上。它需要矿工挖到足够长的质数链(第一类坎宁安链,第二类坎宁安链,和双坎宁安链)来证明其工作力投入。矿工在投入质数币挖掘的同时,也是在试图挖掘世界上最大的质数序列,有不少世界纪录是质数币创下的[引用1引用2]。从这个角度看,质数币可以算是一种有用的币。

  那数据币又在质数币上加了什么微创新呢?数据币在转账时可以带一句话,或者带个种子文件。以后这条信息就会永远留存在数据币的 P2P 网络中,可以真正的“永流传”,当然前提是一直有人用……

  D 神为什么选了数据币呢?

  第一,质数币或者数据币所用的质数挖掘算法在当时只能使用 CPU 来挖矿。比起比特币的矿卡和莱特币的显卡,CPU 挖矿更难被垄断,更平易近人。其实我们要是去做显卡币,自己都没机器测试。

  第二,数据币一直没有出现公开的矿池。这对于我们来说是个绝佳的切入口。虽说这个山寨币小的连矿池都没人来做,但是从 D 神在数据币矿工群里混了几天所了解的情况来看,矿工的激情以及整个币的体量还是足够养活我们的。

  在干活之前先画个大饼。所有矿池都会宣传自己的挖矿效率,列出最近出了多少区块(区块是挖矿的最小单位,一“块”矿里有 N 个币,N 在一段时间里基本不变)。同时我们也知道矿池的手续费是多少,所以很快就可以算出矿池的收入。当时质数币的第三大矿池(一共就三个),日入过万!YY 着我们从中随便抢点零头,也是非常可观的啊。

零、开坑按

  2016年5月2日有新闻报道称,澳大利亚企业家克莱格·莱特(Craig Wright)拿出了一些证据证明了他就是比特币之父“中本聪”。回想起三年前,在比特币最火爆的时候,自己也曾参与其中。这段经历可能非常独特,故在此与大家分享。

  2013 年秋天,大妈们在跳完广场舞后开始讨论比特币。比特币的价格从年初不到 100 元一个,一路飙升到 7000 元一个,深受投机人士的欢迎。就在这样的环境下,我们几个技术宅开始 YY自己能从这一波中捞点什么。当时我们发现了这些致富大法:1. 炒币,缺钱缺运气。2. 挖矿,缺机器,其实也是缺钱。3. 套利,缺钱。4. 做交易平台,似乎政策风险太大了,不敢做。 5. 做矿池,似乎只要技术。对于没钱没背景只有技术的我们来说,显然第五种致富大法,也就是做“矿池”看起来更值得一试。

一、矿池是什么,能吃吗?

  想知道矿池能不能吃,就要先从挖矿说起。“挖矿”是生产比特币的过程,从“挖”这个字不难猜到,“挖矿”是一件费时费力同时需要一定运气的事情。如果用最原始的手段来挖矿,我们需要先下载一个比特币客户端(通常也叫比特币钱包,毕竟一般只用它来放“钱”),等客户端自动同步完比特币网络上的数据后,就会自动开始挖矿。

  从技术上看,挖矿是个什么样的过程呢?简单的说,挖矿就是在算哈希,地球上所有想挖比特币的矿工一起算哈希。大约每 10 分钟,比特币网络就会公布一个基准字符串。收到这个字符串之后,所有挖矿的机器,都要做同一件事情:在这个基准字符串的后面加上一个随机字符串,并且希望这个合成的这个字符串,通过两次 SHA-256 哈希算法后,得到的输出,前面要有足够多的 0。

SHA-256(SHA-256(“基准字符串” + “随机字符串”)) = 000000000000…01011101…

  到目前为止,SHA-256 还没被破解,也就是说,我们还没有办法通过构造原串,得到期望的输出。所以对于我们勤劳朴实的矿工而言,唯一能做的就是,不断地替换随机字符串,直到人品大爆发,随机到我们想要的结果。比如,现在如果要挖到比特币,需要哈希结果中,前面有 67 个 0。这是个什么概念?大概是说,我们如果不停地随机,不停地哈希,会有 2 的 67 次方之一的概率,随机到我们想要的结果,然后就挖到一大块比特币,里面大概有 25 个比特币(具体数值因时间而异)。简单估计一下,$2^{67}=147573952589676412928$,如果我们的机器非常快,1 秒算 1 亿次哈希,那么……运气正常的话,大概需要46795.4 年才能挖到比特币,这可真不是一般人玩得起的。

  既然单干玩不起,那就大家一起来吧,这便有了矿池。矿池就是一堆人一起挖矿,挖到矿之后,根据大家投入的算力按比例分配收益。只要在矿池挖矿的人足够多,小算力的矿工就可以收到小额但是很稳定的收益,而不像独立挖矿的时候那样(行话叫 solo),平时影子都没,突然有一天变成爆发户。矿池的收入模式非常简单,就是手续费提成。这简直就是一个一本万利的项目啊,成本可能就是几台服务器,做出来躺着数钱就行了。