区块链技术又称为分布式账本技术,具有去中心化,公开透明,让每个人均可参与数据库记录的特点。因此区块链技术在各个领域都有很好的应用前景,也受到了越来越多的关注。求解SHA256难题(又称挖矿)是区块链工作量证明(Proof of Work,PoW)共识算法中的关键环节。由于单独挖矿很难获取收益,矿工一般会选择加入矿池。而矿池间会进行区块截留攻击,以提升自己的收益,这也导致系统收益下降。在PoW共识过程中,矿池博弈困境与著名的囚徒困境博弈模型相对应,博弈的纳什均衡为互相攻击,然而矿池间相互攻击时的收益少于均无攻击的情况,即并不是系统最优。为了提升系统的整体收益,需要借助有关机制,优化矿池博弈的策略选择。首先,基于PoW共识算法,文章以双矿池博弈为例,建立双矿池双策略博弈模型。并对其纯策略纳什均衡和混合策略纳什均衡进行了分析。为了提高系统收益,引入零行列式策略算法,发现采用该策略的矿池可以控制对方矿池的收益与自身呈线性关系,从而控制整体系统的收益,促使矿池选择合作策略,以提升整体系统的收益。其次,单独矿池使用ZD策略虽然能优化系统收益,当区块链网络中矿池数量较多时,系统收益优化效果并不能达到稳定的最优状态。因此,文章中考虑将矿池结合ZD策略进行联盟,根据交流程度的不同应用两种ZD联盟策略,分别为“策略联盟”和“同步联盟”。通过探究发现,联盟的矿池越多,整体系统收益值越高。并且,当所有矿池共同使用零行列式策略时,系统收益总能稳定地保持在最高值,即有效地提高了矿池博弈的系统收益。最后,文章考虑一个矿池中,矿工可以对该矿池进行区块截留攻击,与其他矿工共同分享矿池利益。但矿池间也存在区块截留攻击情况,矿池利用矿工潜入其它矿池,对其它矿池进行区块截留攻击,获取收益,以增加自身矿池的总收益。并且,还会存在一种情况,潜入其它矿池的矿工出现背叛,即矿工在潜入矿池中忠实挖矿并不把收益带回原矿池。基于此类情况,文章进行了深入具体的分析。在模型中考虑潜入率和背叛率,分析其纳什均衡,讨论不同算力下矿池博弈优化时的潜入率的取值,以及矿池算力,矿工背叛率,矿池被潜入算力比对其的影响。