比特币是一种基于区块链技术的去中心化的数字货币，它的安全性和稳定性依赖于全球范围内的矿工们通过竞争解决数学难题来产生新的区块。然而，比特币挖矿并不是一个简单的过程，它涉及到矿工和矿池之间的复杂的通信和协作。为了提高挖矿的效率和效果，矿工和矿池需要使用一种合适的挖矿协议来交换信息和指令。本文将介绍一种改进的比特币挖矿协议，即Stratum协议，它是目前最常用的矿机和矿池之间的TCP通讯协议。

Stratum协议是由SlushPool.com提供的一种轻量级的比特币挖矿协议，它旨在解决之前使用的HTTP、Ntime滚动和长轮询等协议所存在的问题，例如会话被矿机主导控制、高性能矿机得不到足够多的任务、服务器端无法及时通知新区块等。Stratum协议采用了JSON为数据格式，实现了双向通信，即服务器可以主动向矿机发送消息，而不需要等待矿机的请求。Stratum协议还引入了Extranonce超随机数滚动的概念，即服务器可以给每个矿机分配一个不同的Extranonce值，从而增加了挖矿任务的数量和难度。

Stratum协议的通信过程大致如下：

• 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、Extranonce和Extranonce_size。
• 矿机以mining.authorize方法，用某个账号和密码登录到矿池，密码可空，矿池返回true登录成功。
• 矿池以mining.set_difficulty方法调整难度，params中是难度值。
• 矿池以mining.set_extranonce方法更新Extranonce值。
• 矿池以mining.notify方法定期发给矿机任务，包括任务ID、seedhash、headerhash等信息。
• 矿机使用seedhash识别DAG，然后带着headerhash、Extranonce和自己的minernonce寻找低于目标的share。
• 矿机找到合法share时，就以mining.submit方法向矿池提交任务对应的minernonce。
• 矿池返回true即提交成功，如果失败则error中有具体原因。

总之，Stratum协议是一种改进的比特币挖矿协议，它通过双向通信、Extranonce滚动等方式提高了挖矿的效率和效果。

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