一、催生礦池挖礦的危機
2010 年夏天,比特幣面臨一場安靜的生存危機。當中本聰在 2009 年 1 月推出比特幣時,挖礦是純 CPU 的事——任何擁有標準桌上型電腦的人都能產生區塊。難度可以忽略不計;在早期,礦工以 MH/s 計的算力就能產出區塊。
但在 2010 年 9 月,一切都變了。
poclbm 的發布——由開發者 m0mchil 創建的第一個 GPU 礦機——粉碎了平等的挖礦格局。基於 GPU 的挖礦處理雜湊的速度大約是 CPU 挖礦的 10 到 50 倍,取決於顯示卡。幾週之內,網路難度開始了第一次實質性上升,CPU 單人挖礦時代實際上結束了。
Marek Palatinus——網路上以 Slush 為人所知——在他的原始礦池挖礦公告中捕捉了這一刻的挫折感:
“Once people started to use GPU enabled computers for mining, mining became very hard for other people. I’m on bitcoin for few weeks and didn’t find block yet (I’m mining on three CPUs). When many people have slow CPUs and they mining separately, each of them compete among themselves AND against rich GPU bastards…” (一旦人們開始使用 GPU 電腦挖礦,挖礦對其他人來說變得非常困難。我使用比特幣幾週了,還沒有找到區塊(我在三台 CPU 上挖礦)。當許多人擁有慢速 CPU 並各自挖礦時,他們彼此競爭,還要對抗那些 GPU 暴發戶……)
這場 GPU 危機是比特幣考古記錄中的一個關鍵時刻:它標誌著挖礦從愛好者追求轉變為競爭性產業的節點。2010 年 9 月之前挖出的幣——前 GPU 地層——代表了比特幣一個根本不同的時代,那時 CPU 單人挖礦仍然可行。
二、getwork 協議:實現合作挖礦
使礦池挖礦成為可能的技術突破是 getwork 協議,由 Bitcoin Core 開發者 Jeff Garzik(jgarzik)實現。在 2010 年夏天納入 Bitcoin v0.3.21,getwork 修補程式增加了一個遠端程序呼叫(RPC)方法,允許外部軟體從比特幣節點請求工作單元。
在 getwork 之前,每個礦工必須運行一個完整的比特幣節點並獨立生成區塊模板。在 getwork 之後,礦工可以連接到一個分發工作、接收已完成份額、並追蹤貢獻的集中式伺服器。
| 版本 | 日期 | 挖礦方式 | 意義 |
|---|---|---|---|
| Bitcoin v0.1 | 2009年1月 | 內建 CPU 挖礦 | 創世時代 |
| poclbm GPU 礦機 | 2010年9月 | GPU via OpenCL | CPU 的 10-50 倍加速 |
| Bitcoin v0.3.21 | 2010年中 | getwork RPC 加入 | 啟用外部礦機協調 |
| Slush Pool | 2010年11月27日 | 礦池挖礦(積分制) | 第一個多礦工礦池 |
| 獨立 CPU 礦機(jgarzik) | 2010年中 | CPU via getwork | 第一個專用單人礦機 |
getwork 協議設計簡潔優雅:礦池伺服器會創建一個區塊模板(一個帶有唯一 coinbase 交易的候選區塊),並將減低難度的小工作單元——稱為份額(shares)——提供給連接的礦工。礦工提交有效的份額作為其計算貢獻的證明,當礦池中任何礦工找到全難度解決方案(一個有效區塊)時,獎勵將按比例分配。
這一設計至今仍是每個主要礦池的概念基礎。
三、Slush Pool:第一個礦池
2010 年 11 月 27 日,UTC 時間 13:45:41,Marek Palatinus 在 Bitcoin 論壇上發布了他的提案:
“Join us on http://mining.bitcoin.cz !” (加入我們在 http://mining.bitcoin.cz !)
該提案概述了一個積分制比例獎勵系統。在該模型下:
- 每位礦工在礦池網站上註冊,提供他們的比特幣錢包地址
- 礦池為每位礦工分配唯一的 RPC 憑證(rpcuser/rpcpassword)
- 礦工將他們的 CPU 或 GPU 礦機連接到
mining.bitcoin.cz - 礦池伺服器分發已排除分配給其他礦工的工作的 getwork 單元
- 當礦池找到一個區塊(當時獎勵:50 BTC)時,獎勵根據貢獻的份額按比例分配
- 積分系統防止作弊,確保在不同挖礦能力之間公平分配
Palatinus 在他的公告中提供了一個具體例子:
“When you offer 1000 khash/s for one day and whole cluster performance will be 20000 khash/s and it takes two days to find a block, your reward will be (50/20/2=) 1.25 BTC.” (當你提供 1000 KH/s 一天,整個叢集性能為 20,000 KH/s,且需要兩天才能找到一個區塊時,你的獎勵將是 (50/20/2=) 1.25 BTC。)
以比特幣 2010 年約 $0.06 的價格計算,那 1.25 BTC 約值 $0.075。今天(2026 年中),這些 2010 年礦池挖出的同一批幣將值約 $78,000–$120,000,取決於確切的 BTC 價格——增長超過 1,000,000 倍,展示了每個年份地層中蘊含的驚人時間價值差異。
| 礦池指標 | 2010年11月數值 |
|---|---|
| 區塊獎勵 | 50 BTC |
| BTC 價格 | ~$0.06 |
| 在 20,000 KH/s 礦池中每日 1,000 KH/s 的獎勵 | 1.25 BTC (~$0.075) |
| 同樣 1.25 BTC 今日價值(2026年中) | ~$78,000–$120,000 |
| 礦池 URL | mining.bitcoin.cz |
| 獎勵系統 | 積分制比例分配 |
四、Deepbit 與第二波浪潮
2011 年初,第二個主要礦池——Deepbit——作為 Slush Pool 的主要競爭者出現。由僅以「Deepbit」為人所知的匿名運營者創立,該礦池引入了多項創新:
- 簡化註冊:Deepbit 不需要 RPC 憑證——礦工通過簡單的 URL 和工作站名稱連接
- PPS(按份付費)選項:Slush Pool 使用比例積分,而 Deepbit 提供 PPS 模式,無論礦池是否找到區塊,都為每個份額支付固定金額
- 即時統計:Deepbit 提供詳細的算力圖表、工作站監控和支付歷史
Deepbit 的 PPS 模式具有革命性,因為它消除了礦工的變異風險。使用比例礦池時,礦工的報酬取決於是否以及何時找到區塊。使用 PPS,礦工為每個提交的有效份額獲得保證付款——礦池運營者以較高費用為代價吸收變異風險。
| 特性 | Slush Pool(2010年11月) | Deepbit(2011年初) |
|---|---|---|
| 獎勵系統 | 積分制比例分配 | 比例 + PPS |
| 註冊方式 | 網頁 + RPC 憑證 | 基於 URL 的工作站名稱 |
| 費用 | 0%(初始) | 3–5% |
| 透明度 | 開源礦池軟體 | 閉源 |
| 算力峰值(2011年) | ~2–3 GH/s | ~5–8 GH/s |
到 2011 年夏天,Deepbit 在總算力上已超越 Slush Pool,成為比特幣網路的主導礦池——這一地位它將保持到 2011 年底,直到 BTC Guild 和其他礦池開始分散格局。
五、礦池挖礦幣的考古學
第一個礦池在 2010 年 11 月至 2011 年初之間產出的幣構成了比特幣歷史中的一個獨特考古地層。這些幣共享幾個識別特徵:
1. 時間標記: 這個時代的礦池挖礦區塊出現在區塊高度約 50,000(礦池挖礦開始顯著貢獻)到約 120,000(礦池挖礦已佔主導)之間。每個區塊的 coinbase 交易包含挖出該區塊的礦池特有的元數據。
2. Coinbase 簽名: Slush Pool 最早的區塊包含可識別的 coinbase 簽名。BTC Guild 區塊在 coinbase 中包含 “BTC Guild”,而 Deepbit 區塊通常包含 “Deepbit” 或礦池地址。這些 coinbase 指紋使鏈分析師能夠以合理的可信度識別礦池挖礦幣。
3. 整合模式: 這一時期挖出的幣通常表現出特徵性的整合模式——來自不同礦工的多個小額輸出在出售或轉移到交易所之前被聚合為更大的 UTXO。這些模式創造了可識別的鏈上簽名,在後續交易中持續存在。
4. 2010–2011 年礦池地層對老幣收藏者尤其重要,因為: - 這些幣是在比特幣的第一次重大轉型期挖出的——從愛好者挖礦到有組織的生產 - 2010 年的礦池挖礦幣具有極低的流通存活率,因為大多數在 2011 年泡沫中被花費或出售 - 2010–2011 年未花費的礦池挖礦輸出代表了一些現存最古老的可驗證的集體挖礦比特幣
| 地層 | 區塊範圍 | 時期 | 特徵 |
|---|---|---|---|
| 前 GPU 單人挖礦 | 0–~40,000 | 2009年1月–2010年9月 | CPU 單人挖礦,無礦池幣 |
| GPU 過渡期 | ~40,000–~75,000 | 2010年9月–2011年2月 | 首批 GPU 挖礦 + 早期礦池幣 |
| 礦池整合期 | ~75,000–~150,000 | 2011年2月–2011年底 | 多數為礦池挖礦,Deepbit 主導 |
六、深遠影響
礦池挖礦的發明可以說是比特幣第一個十年中僅次於區塊鏈本身的最重要的結構性創新。沒有礦池,GPU 驅動的難度增加將使絕大多數參與者無法進行單人挖礦——可能將算力集中在少數 GPU 富裕的精英手中,損害網路的去中心化精神。
相反,礦池民主化了挖礦,允許任何參與者——甚至一個單一 CPU 礦工——貢獻並獲得比例回報。這種包容性模式:
- 穩定了區塊發現時間:礦池平滑了單人挖礦固有的變異性,確保了穩定的約 10 分鐘區塊時間,無論個別礦工硬體如何
- 加速了網路增長:通過讓挖礦變得可及,礦池推動了總網路算力的持續增長,增強了比特幣的安全性
- 創造了專業挖礦經濟:礦池基礎設施(監控、統計、支付)為數年後出現的工業化挖礦作業建立了模板
Slush Pool 網站,最初在 mining.bitcoin.cz,持續運營了十多年——2019 年更名為 Braiins,發展為整個加密貨幣行業中連續運營時間最長的服務之一。截至 2026 年,Braiins 仍然活躍,使其成為存續最久的礦池——比特幣 2010 年 vintage 的活體文物。
對老幣考古學家而言,2010 年礦池挖礦區塊代表了一個獨特的匯聚點:比特幣安全模型變得集體的時刻,網路第一個「工業」組織出現的時刻,以及現代加密貨幣挖礦架構被永久建立的時刻。在那些早期礦池日子裡挖出的每個區塊,都是一個時間戳膠囊,封存了比特幣從實驗到基礎設施的轉變。
——加密典藏局 · coinage-history.com