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getblocktemplate協議誕生於2012年中葉，此時礦池已經出現。礦池采用getblocktemplate協議與節點客戶端交互，采用stratum協議與礦工交互，這是最典型的礦池搭建模式。
與getwork相比，getblocktemplate協議最大的不同點是：getblocktemplate協議讓礦工自行構造區塊。如此壹來，節點和挖礦完全分離。對於getwork來說，區塊鏈是黑暗的，getwork對區塊鏈壹無所知，他只知道修改data字段的4個字節。對於getblocktemplate來說，整個區塊鏈是透明的，getblocktemplate掌握區塊鏈上與挖礦有關的所有信息，包括待確認交易池，getblocktemplate可以自己選擇包含進區塊的交易。
挖礦有兩種方式，壹種叫SOLO挖礦，另壹種是去礦池挖礦。前文所述的在節點客戶端直接啟動CPU挖礦，以及依靠getwork+cgminer驅動顯卡直接連接節點客戶端挖礦，都是SOLO挖礦，SOLO好比自己獨資買彩票，不輕易中獎，中獎則收益全部歸自己所有。去礦池挖礦好比合買彩票，大家壹起出錢，能買壹堆彩票，中獎後按出資比率分配收益。理論上，礦機可以借助getblocktemplate協議鏈接節點客戶端SOLO挖礦，但其實早已沒有礦工會那麽做，在寫這篇文章時，比特幣全網算力1600P+，而當前最先進的礦機算力10T左右，如此算來，單臺礦機SOLO挖到壹個塊的概率不到16萬分之壹，礦工（人）投入真金白銀購買礦機、交付電費，不會做風險那麽高的投資，顯然投入礦池抱團挖礦以降低風險，獲得穩定收益更加適合。因此礦池的出現是必然，也不可消除，無論是否破壞系統的去中心化原則。
礦池的核心工作是給礦工分配任務，統計工作量並分發收益。礦池將區塊難度分成很多難度更小的任務下發給礦工計算，礦工完成壹個任務後將工作量提交給礦池，叫提交壹個share。假如全網區塊難度要求Hash運算結果的前70個比特位都是0，那麽礦池給礦工分配的任務可能只要求前30位是0（根據礦工算力調節），礦工完成指定難度任務後上交share，礦池再檢測在滿足前30位為0的基礎上，看看是否碰巧前70位都是0。
礦池會根據每個礦工的算力情況分配不同難度的任務，礦池是如何判斷礦工算力大小以分配合適的任務難度呢？調節思路和比特幣區塊難度壹樣，礦池需要借助礦工的share率，礦池希望給每個礦工分配的任務都足夠讓礦工運算壹定時間，比如說1秒，如果礦工在壹秒之內完成了幾次任務，說明礦池當前給到的難度低了，需要調高，反之。如此下來，經過壹段時間調節，礦池能給礦工分配合理難度，並計算出礦工的算力。
礦池通過getblocktemplate協議與網絡節點交互，以獲得區塊鏈的最新信息，通過stratum協議與礦工交互。此外，為了讓之前用getwork協議挖礦的軟件也可以連接到礦池挖礦，礦池壹般也支持getwork協議，通過階層挖礦代理機制實現（Stratum mining proxy）。須知在礦池剛出現時，顯卡挖礦還是主力，getwork用起來非常方便，另外早期的FPGA礦機有些是用getwork實現的，stratum與礦池采用TCP方式通信，數據使用JSON封裝格式。
先來說壹下getblocktemplate遺留下來的幾個問題：
礦工驅動：在getblocktemplate協議裏，依然是由礦工主動通過HTTP方式調用RPC接口向節點申請挖礦數據，這就意味著，網絡最新區塊的變動無法及時告知礦工，造成算力損失。
數據負載：如上所述，如今正常的壹次getblocktemplate調用節點都會反饋回1.5M左右的數據，其中主要數據是交易列表，礦工與礦池需頻繁交互數據，顯然不能每次分配工作都要給礦工附帶那麽多信息。再者巨大的內存需求將大大影響礦機性能，增加成本。
Stratum協議徹底解決了以上問題。
Stratum協議采用主動分配任務的方式，也就是說，礦池任何時候都可以給礦工指派新任務，對於礦工來說，如果收到礦池指派的新任務，應立即無條件轉向新任務；礦工也可以主動跟礦池申請新任務。
現在最核心的問題是如何讓礦工獲得更大的搜索空間，如果參照getwork協議，僅僅給礦工可以改變nNonce和nTime字段，則交互的數據量很少，但這點搜索空間肯定是不夠的。想增加搜索空間，只能在hashMerkleroot下功夫，如果讓礦工自己構造coinbase，那麽搜索空間的問題將迎刃而解，但代價是必要要把區塊包含的所有交易都交給礦工，礦工才能構造交易列表的Merkleroot，這對於礦工來說壓力更大，對於礦池帶寬要求也更高。
Stratum協議巧妙解決了這個問題，成功實現既可以給礦工增加足夠的搜索空間，又只需要交互很少的數據量，這也是Stratum協議最具創新的地方。
再來回顧壹下區塊頭的6個字段80字節，這個很關鍵，nVersion，nBits，hashPrevBlock這3個字段是固定的，nNonce，nTime這兩個字段是礦工現在就可以改變的。增加搜索空間只能從hashMerkleroot下手，這個繞不過去。Stratum協議讓礦工自己構造coinbase交易，coinbase的scriptSig字段有很多字節可以讓礦工自由填充，而coinbase的改動意味著hashMerkleroot的改變。從coinbase構造hashMerkleroot無需全部交易，
如上圖所示，假如區塊將包含13筆交易，礦池先對這13筆交易進行處理，最後只要把圖中的4個黑點（Hash值）交付給礦工，同時將構造coinbase需要的信息交付給礦工，礦工就可以自己構造hashMerkleroot（圖中的綠點都是礦工自行計算獲得，兩兩合並Hash時，規定下壹個黑點代表的hash值總是放在右邊）
。按照這種方式，假如區塊包含N筆交易，礦池可以濃縮成log2(N)個hash值交付給礦工，這大大降低了礦池和礦工交互的數據量。
Stratum協議嚴格規定了礦工和礦池交互的接口數據結構和交互邏輯，具體如下：
1. 礦工訂閱任務
啟動挖礦機器，使用mining.subscribe方法鏈接礦池
返回數據很重要，礦工需本地記錄，在整個挖礦過程中都用到，其中：
Extranonce1，和 Extranonce2對於挖礦很重要，增加的搜索空間就在這裏，現在，我們至少有了8個字節的搜索空間，即nNonce的4個字節，以及 Extranonce2的4個字節。
2. 礦池授權
在礦池註冊壹個賬號 ，添加礦工，礦池允許每個賬號任意添加礦工數，並取不同名字以區分。礦工使用mining.authorize方法申請授權，只有被礦池授權的礦工才能收到礦池指派任務。
3. 礦池分配任務
以上每個字段信息都是必不可少，其中：
有了以上信息，再加上之前拿到的Extranonce1 和Extranonce2_size，就可以挖礦了。
4. 挖礦
1) 構造coinbase交易
用到的信息包括Coinb1, Extranonce1, Extranonce2_size 以及Coinb2，構造很簡單：
為啥可以這樣，因為礦池幫礦工做了很多工作，礦池已經構建了coinbase交易，系列化後在指定位置分割成coinb1和coinb2，coinb1和coinb2包含指定信息，比如coinb1包含區塊高度，coinb2包含了礦工的收益地址和收益額等信息，但是這些信息對於礦工來說無關緊要，礦工挖礦的地方只是Extranonce2 的4個字節。另外Extranonce1是礦池寫入區塊的指定信息，壹般來說，每個礦池會寫入自己礦池的信息，比如礦池名字或者域名，我們就是根據這個信息統計每個礦池在全網的算力比重。
2) 構建Merkleroot
利用coinbase和merkle_branch，按照上圖方式構造hashMerkleroot字段。
3) 構建區塊頭
填充余下的5個字段，現在，礦池可以在nNonce和Extranonce2 裏搜索進行挖礦，如果嫌搜索空間還不夠，只要增加Extranonce2_size為多幾個字節就可輕而易舉解決。
5. 礦工提交工作量
當礦工找到壹個符合難度的shares時，提交給礦池，提交的信息量很少，都是必不可少的字段：
礦池拿到以上5個字段後，首先根據任務號ID找出之前分配任務前存儲的信息（主要是構建的coinbase交易以及包含的交易列表等），然後重構區塊，再驗證shares難度，對於符合難度要求的shares，再檢測是否符合全網難度。
6. 礦池給礦工調節難度
礦池記錄每個礦工的難度，並根據shares率不斷調節以指定合適難度。礦池可以隨時通過mining.set_difficulty方法給礦工發消息另其改變難度。
如上，Stratum協議核心理念基本解析清楚，在getblocktemplate協議和Stratum協議的配合下，礦池終於可以大聲的對礦工說，讓算力來的更猛烈些吧。