Stratum V2 – Warum das Bitcoin-Mining ein neues Protokoll braucht
Seit über einem Jahrzehnt verbindet ein und dasselbe Protokoll jeden Bitcoin-Miner mit seinem Pool: Stratum V1, geschrieben im Jahr 2012, als Mining noch etwas für Bastler war. Seitdem hat sich die Branche grundlegend verändert – das Protokoll jedoch nicht. Stratum V2 (SV2) ist der längst überfällige Nachfolger, und er löst Probleme, die man als Miner nicht länger ignorieren sollte. In diesem Artikel erfahrt ihr, was an Stratum V1 nicht mehr zeitgemäss ist, was SV2 besser macht, wie ihr es ausprobieren könnt – und warum wir aktiv an der nativen SV2-Firmware für Bitaxe und NerdQAxe mitbauen.
Was an Stratum V1 nicht mehr funktioniert
Stratum V1 hat Bitcoin-Mining gross gemacht. Aber es wurde zu einer Zeit entworfen, in der das gesamte Netzwerk einen Bruchteil der heutigen Hashrate hatte. Die Schwächen sind inzwischen offensichtlich:
Keine Verschlüsselung. Jede Kommunikation zwischen Miner und Pool läuft im Klartext. Internet-Provider, Netzwerkbetreiber und Angreifer können Shares mitlesen, die Hashrate eines Miners abschätzen und – im schlimmsten Fall – durch sogenannte Man-in-the-Middle-Angriffe die Pool-Credentials austauschen und Hashrate umleiten. Das ist keine theoretische Gefahr: In Regionen mit staatlicher Internetüberwachung ist das ein reales Risiko.
Ineffiziente Datenübertragung. Stratum V1 nutzt JSON als Nachrichtenformat. Das ist menschenlesbar, aber für Maschinen unnötig aufgebläht. Jede Share-Submission, jede Job-Zuweisung schleppt Overhead mit sich, der Bandbreite und CPU-Zyklen kostet. Für einen einzelnen Miner im Keller kein Problem – für Farmen mit tausenden Geräten oder Miner in Regionen mit eingeschränkter Internetverbindung sehr wohl.
Der Pool bestimmt alles. Das ist der vielleicht gravierendste Punkt. Bei Stratum V1 entscheidet ausschliesslich der Pool, welche Transaktionen in einen Block aufgenommen werden. Die Miner liefern Rechenleistung, haben aber keinerlei Einfluss auf den Inhalt der Blöcke, die sie produzieren. Das bedeutet: Eine Handvoll grosser Pools kontrolliert de facto die Transaktionsselektion des gesamten Netzwerks. Wenn ein Pool beschliesst, bestimmte Transaktionen nicht aufzunehmen – sei es aus politischem Druck, Compliance-Anforderungen oder wirtschaftlichem Kalkül – haben die Miner kein Mitspracherecht. Das ist ein Zentralisierungsrisiko, das dem Grundgedanken von Bitcoin diametral widerspricht.
Was Stratum V2 anders macht
SV2 wurde von Jan Čapek, Pavel Moravec und Matt Corallo entworfen und wird heute von einer unabhängigen Open-Source-Community weiterentwickelt. Die Stratum V2 Reference Implementation (SRI) ist in Rust geschrieben und steht jedem zur Verfügung.
Verschlüsselte Verbindungen. Jede SV2-Verbindung ist standardmässig mit dem Noise Protocol Framework verschlüsselt und authentifiziert. Das schützt vor Hashrate-Diebstahl, macht Traffic-Analyse durch ISPs nahezu unmöglich und verhindert, dass Dritte die Mining-Aktivität eines Teilnehmers überwachen oder manipulieren können.
Binäres Protokoll. Statt JSON verwendet SV2 ein schlankes Binärformat. Das reduziert die Bandbreite laut den Entwicklern um rund 60 % für Pools und 70 % für Miner. Zusätzlich sinkt die CPU-Last bei der Share-Validierung durch intelligentes Caching um bis zu 80 % gegenüber V1.
Job Declaration – Miner bestimmen den Blockinhalt. Das ist die eigentliche Revolution. Mit dem Job Declaration Protokoll können Miner ihre eigene Bitcoin-Node betreiben und selbst entscheiden, welche Transaktionen in ihren Block-Template landen. Der Miner deklariert seinen Vorschlag beim Pool, der Pool kann ihn akzeptieren – und falls nicht, kann der Miner automatisch auf einen anderen Pool oder Solo-Mining ausweichen. Damit wird die Transaktionsselektion dezentralisiert, und Pools verlieren die Möglichkeit zur Zensur.
Kompatibilität mit bestehender Hardware. Wer noch Geräte mit Stratum V1 Firmware betreibt, muss nicht auf SV2 verzichten. Ein sogenannter Translation Proxy (tProxy) sitzt zwischen dem SV1-Miner und dem SV2-Pool und übersetzt die Kommunikation in beide Richtungen. So können auch ältere ASICs wie die Bitaxe oder Antminer-Modelle sofort an einem SV2-Pool teilnehmen.
SV2-UI: In 5 Minuten Stratum V2 ausprobieren
Wer SV2 selbst testen möchte, ohne sich durch Rust-Kompilierungen und Konfigurationsdateien zu kämpfen, für den gibt es das SV2-UI – eine grafische Oberfläche, mit der ihr die gesamte SRI-Infrastruktur per Docker starten und konfigurieren könnt. Damit lässt sich unter anderem testen, wie ein SV1-Miner über den Translation Proxy an einen SV2-Pool angebunden wird.
Repository: https://github.com/stratum-mining/sv2-ui
Voraussetzungen
Auf eurem System muss Docker installiert und lauffähig sein. Das SV2-UI startet alle nötigen Komponenten als Container – ihr braucht weder Rust noch eine lokale Build-Umgebung. Ausserdem muss Bitcoin-Core auf eurem Rechner oder Server laufen. Am besten lässt man das ganze auf einem Minibolt Server laufen mit installiertem Bitcoincore.
Schnellstart
Öffnet ein Terminal und führt folgenden Befehl aus:
docker run --rm \
--name sv2-ui \
-p 8080:8080 \
-e HOST_HOME=$HOME \
-v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
-v sv2-config:/app/data/config \
stratumv2/sv2-ui:v0.1.2
Anschliessend öffnet ihr http://localhost:8080 im Browser. Von dort aus könnt ihr die einzelnen SRI-Komponenten (Pool, Translation Proxy, Template Provider) starten, konfigurieren und überwachen. Dazu wird es aber noch einen eigenständigen Artikel geben. Der Translation Proxy lässt sich so konfigurieren, dass euer SV1-Miner darüber mit einem SV2-Pool verbunden wird – ohne dass die Firmware auf dem Gerät geändert werden muss.
Hinweis: Die Erstellung eigener Block-Templates über den Template Provider wird derzeit nur unter Linux unterstützt. Auf Windows ist diese Funktion noch in Arbeit.
SV2 nativ auf Bitaxe und NerdQAxe – Wir bauen die Firmware
Der Translation Proxy ist ein guter Zwischenschritt. Aber das eigentliche Ziel ist, dass Miner direkt SV2 sprechen – ohne Umweg, ohne zusätzliche Software. Genau daran arbeiten wir. Wir entwickeln aktiv an der nativen Stratum V2 Unterstützung für die ESP-Miner Firmware, die auf Bitaxe, NerdQAxe und anderen ESP32-basierten Mining-Geräten läuft.
Der Pull Request: github.com/bitaxeorg/ESP-Miner/pull/1553
Was steckt drin
Die Implementierung erweitert die bestehende ESP-Miner Codebasis um eine vollständige SV2-Protokollschicht – nicht als externe Abhängigkeit, sondern nativ in C, direkt neben dem bestehenden V1-Code. Im Detail:
SV2 Binärprotokoll. Frame-Encoding und -Decoding für das gesamte SV2 Binary Protocol. Die Firmware versteht alle zentralen Mining-Channel-Nachrichten: SetupConnection, OpenStandardMiningChannel, NewMiningJob, SetNewPrevHash, SetTarget und SubmitSharesStandard.
Noise-Verschlüsselung. Vollständige Noise_NX Handshake-Implementierung mit ChaCha20-Poly1305 Transport-Verschlüsselung über libsecp256k1. Die Verbindung zwischen Miner und Pool ist damit von der ersten Nachricht an verschlüsselt und authentifiziert – kein Klartext mehr auf der Leitung.
Protokoll-Auswahl in AxeOS. SV2 lässt sich direkt in der AxeOS-Weboberfläche aktivieren – sowohl für den primären als auch für den Fallback-Pool. Wer möchte, kann also Pool 1 auf SV2 und Pool 2 als V1-Fallback konfigurieren, oder beides auf SV2 setzen. Die Umschaltung läuft über den bestehenden NVS-Konfigurationsspeicher.
Getestet und funktional. Die Firmware wurde auf einem BM1370-basierten Bitaxe gegen einen lokalen SRI-Server und den SRI-Referenz-Pool getestet. Ergebnis: volle 1,3 TH/s Hashrate, Shares werden akzeptiert, verschlüsselte Verbindung steht. Das ist kein Proof of Concept – das funktioniert.
Welche Geräte werden unterstützt
Die ESP-Miner Firmware ist die gemeinsame Basis für eine ganze Familie von Open-Source-Minern. Alle Geräte, die auf dieser Firmware aufbauen, profitieren von der SV2-Integration:
Bitaxe (alle Varianten mit BM1366, BM1368, BM1370) – Die Geräte, die Solo-Mining für jedermann populär gemacht haben. Mit Hardware-Version-Rolling auf den neueren ASIC-Chips steht ein ausreichend grosser Suchraum für Standard Channels zur Verfügung.
NerdQAxe / NerdQAxe++ – Die Quad-ASIC-Varianten mit bis zu 4.8 TH/s. Auch hier läuft die ESP-Miner Firmware als Basis.
Weitere ESP32-basierte Miner – Jedes Gerät, das auf dem ESP-Miner Projekt aufbaut, kann die SV2-Firmware nutzen.
Was noch offen ist
Der Pull Request ist als Draft markiert – nicht weil die Grundfunktion fehlt, sondern weil einige Architekturentscheidungen noch im Review mit den ESP-Miner-Maintainern diskutiert werden:
Standard vs. Extended Channels. Aktuell sind nur auf der NerdQaxe++ nur Extented Channels implementiert. Der ältere BM1397 (Bitaxe Max) unterstützt kein Hardware-Version-Rolling, wodurch Standard Channels allein nicht ausreichen.
Selbst testen
Wer die SV2-Firmware auf der Bitaxe schon jetzt ausprobieren möchte, findet im Early Access Release vorkompilierte Binaries. Alternativ könnt ihr den Branch direkt aus dem Fork bauen. Verbinden tut ihr euch dann mit unserem vollständig SV2 kompatiblen Solo-Pool:
Host: blitzpool.yourdevice.ch
Port: 3333
Authority Public Key: 9bCoFxTszKCuffyywH5uS5o6WcU4vsjTH2axxc7wE86y2HhvULU
Netzwerk: MainnetBlitzpool – Einer der ersten SV2 Solo-Pools aus der Schweiz
Wer SV2 nicht nur testen, sondern produktiv nutzen möchte, kann sich unserem Blitzpool anschliessen. Blitzpool ist ein Schweizer Solo-Mining-Pool, der auf einem eigenen, vollständig synchronisierten Bitcoin-Core-Server läuft und aktiv an der Integration von Stratum V2 arbeitet.
Was Blitzpool von anderen Solo-Pools unterscheidet:
0 % Gebühren. Ihr erhaltet 100 % des Block-Rewards – ohne Abzüge. Keine versteckten Fees, kein Kleingedrucktes.
Keine Registrierung. Einfach die eigene Bitcoin-Adresse als Worker-Name eintragen und loslegen. Keine E-Mail, kein Account, keine persönlichen Daten.
Open Source. Der Pool-Code ist auf GitHub einsehbar und basiert auf einem stark erweiterten Fork des Public-Pool Projekts. Transparenz ist keine Option, sondern Standard.
SV2-Vorreiter. Blitzpool ist einer der ersten Solo-Pools, der aktiv Stratum V2 integriert. Damit können Miner nicht nur effizientere Verbindungen nutzen, sondern perspektivisch auch die volle Kontrolle über ihre Block-Templates zurückgewinnen.
Schweizer Infrastruktur. Der Pool wird in der Schweiz betrieben – mit den entsprechenden Vorteilen in Sachen Datenschutz und Rechtssicherheit.
Verbindungsdaten
Stratum Host: blitzpool.yourdevice.ch
Port: 3333
High-Difficulty Port: 3339Tragt als Worker-Name einfach eure Bitcoin-Adresse ein. Optional könnt ihr mit einem Punkt getrennt einen Worker-Namen anhängen (z.B. bc1q...xyz.bitaxe01), um mehrere Geräte übersichtlich zu verwalten.
Mehr Informationen, Live-Statistiken und die Pool-Oberfläche findet ihr unter: https://blitzpool.yourdevice.ch
Fazit: Die Zeit für SV2 ist jetzt
Stratum V1 hat dem Bitcoin-Mining über ein Jahrzehnt lang gute Dienste geleistet. Aber die Probleme – fehlende Verschlüsselung, ineffiziente Kommunikation und die Zentralisierung der Transaktionsselektion – lassen sich nicht mehr ignorieren. Stratum V2 ist keine theoretische Verbesserung, sondern ein produktionsreifes Protokoll, das bereits von Herstellern wie Auradine nativ unterstützt und von der SRI-Community aktiv weiterentwickelt wird.
Mit der nativen SV2-Firmware für Bitaxe und NerdQAxe bringen wir das Protokoll dorthin, wo es hingehört: direkt auf die Geräte der Hobby-Miner. Kein Proxy, kein Umweg – einfach verschlüsseltes, effizientes Mining ab dem ersten Share. Zusammen mit Blitzpool als einem der ersten SV2-nativen Solo-Pools entsteht ein Setup, das von der Firmware bis zum Pool konsequent auf das neue Protokoll setzt.
Ob ihr SV2 erstmal mit dem SV2-UI ausprobieren, die neue Firmware auf eurer Bitaxe flashen oder direkt auf Blitzpool minen wollt – der Einstieg war nie einfacher. Jeder Miner, der auf SV2 umsteigt, stärkt die Dezentralisierung des Netzwerks. Und genau darum geht es.
Weiterführende Links:
- Stratum V2 Protokoll-Webseite: https://stratumprotocol.org
- SV2-UI (GUI für SRI): https://github.com/stratum-mining/sv2-ui
- SRI Reference Implementation: https://github.com/stratum-mining/stratum
- SV2 Applikationen (Pool, Translator, JD): https://github.com/stratum-mining/sv2-apps
- Blitzpool Solo-Mining Pool: https://blitzpool.yourdevice.ch
- Blitzpool auf GitHub: https://github.com/warioishere/blitzpool
- SV2-Firmware PR für ESP-Miner: github.com/bitaxeorg/ESP-Miner/pull/1553
