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。
一、挖矿的网络架构
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.
二、stratum协议
1. 任务订阅
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:
{
"id": 1,
"method": "mining.subscribe",
"params": [
"MinerName/1.0.0", "EthereumStratum/1.0.0"
]
}
Server:
{
"id": 1,
"result": [
[
"mining.notify",
"ae6812eb4cd7735a302a8a9dd95cf71f",
"EthereumStratum/1.0.0"
],
"080c"
],
"error": null
}
其中：
ae6812eb4cd7735a302a8a9dd95cf71f是订阅号；
080c是extranonce，Extranonce可能最大3字节；
2. 矿机登录
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:
{"params":["miner1","password"],"id":2,"method":"mining.authorize"}
Server:
{"error":null,"id":2,"result":true}
3. 难度调整
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:
{"id":null,"method":"mining.set_difficulty","params":[2]}
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。
4. 任务分配
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:
{
"id": null,
"method": "mining.notify",
"params": [
"bf0488aa",
"abad8f99f3918bf903c6a909d9bbc0fdfa5a2f4b9cb1196175ec825c6610126c",
"645cf20198c2f3861e947d4f67e3ab63b7b2e24dcc9095bd9123e7b33371f6cc",
true
]
}
任务ID：bf0488aa；
seedhash：abad8f99f3918bf903c6a909d9bbc0fdfa5a2f4b9cb1196175ec825c6610126c。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: 645cf20198c2f3861e947d4f67e3ab63b7b2e24dcc9095bd9123e7b33371f6cc。
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。
5. 结果提交
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:
{
"id": 244,
"method": "mining.submit",
"params": [
"username",
"bf0488aa",
"6a909d9bbc0f"
]
}
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:
- 接受结果:
{
"id": 244,
"result": true,
"error": null
}
- 不被接受:
{
"id": 244,
"result": false,
"error": [
-1,
"Job not found",
NULL
]
}
三、一般通讯过程
一般的矿机与矿池通讯过程就如下所示：
sequenceDiagram
矿机->> 矿池: mining.subscribe
Note left of 矿机: 矿机任务订阅
矿池->> 矿机: mining.notify
Note right of 矿池: 回复当前EthereumStratum/Version和extranonce
矿机->> 矿池: mining.authorize
Note left of 矿机: 矿机认证
矿池->> 矿机: 返回认证结果
矿池->> 矿机: mining.set_difficulty
Note right of 矿池: 矿池更新难度
矿池->> 矿机: mining.set_extranonce
Note right of 矿池: 矿池更新extranonce
矿池->> 矿机: mining.notify
Note right of 矿池: 通知矿工工作
矿机->> 矿池: mining.submit
Note left of 矿机: 矿机提交任务对应的minernonce
矿池->> 矿机: 是否接收share
