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工作量证明(POW)是什么?

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发表于 2019-8-23 16:33:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
区块链挖矿总结起来就是,矿工要在区块链上进行工作,才能获得相应的数字币奖励,既然所有的矿工挖到数字币的几率理论来说都是平等的,那么现在出现了一个问题,矿工们的工作量和工作成果,通过什么来证明呢?也就是说,在挖到数字币的时候,如果有人不劳而获或者“作弊”,这种情况如何解决呢?

今天这篇文章就是针对这个问题,来给大家解释一个新概念“工作量证明”(proof of work),简而言之,这是矿工在挖矿过程中所付出劳动的一种凭证,假如没有工作量证明,你所有的辛苦劳动就无从被知晓。打个比方,你上了四年大学,在毕业的时候学校发给一个毕业证书和学位证书,这就是学习了四年的一种(书面)证明,另外诸如驾驶证、会计证、咨询师证等,也是同样的道理。


一、什么是工作量证明

为了更好地解释POW是什么,我们用比特币网络来帮助大家理解。

比特币网络中任何一个节点,如果想生成一个新的区块并写入区块链,必须解出比特币网络所出的工作量证明谜题,这就好比竞猜游戏,谁最先最快地解出一道数学题,就可以获得某个奖励,而比特币网络中的奖励就是获得记账权。比特币网络中这道题关键的三个要素是工作量证明函数、区块及难度值。工作量证明函数是这道题的计算方法,区块决定了这道题的输入数据,难度值决定解题所需要的计算量。

举个例子,在一次聚会上大家一起玩游戏,A拿出一张百元钞票,跟大家说,谁能猜中这张钞票编码的最后4位数,这100块就归谁了。于是大家纷纷参与到“一通乱猜”中来,为什么说是乱猜呢,因为这4位数完全是随机的,没有人有任何办法可以通过简便、快捷的方法可以将其计算出来,然而经过很长时间的猜测和各种方法的推导,最终有一个人猜出这4位随机数,那么这100块钱就是他获得的奖品。

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放在比特币网络上来说,这张百元钞票就相当于数字币,参与的所有人就是挖矿的矿工们,进行猜测的过程就是挖矿,而其中猜测所用的时间、脑力劳动就是我们上文所说的工作量证明(POW),而这4位随机数,是用于获取比特币而计算出的哈希值,本文不作详细介绍,可以理解成比特币系统中用于计算工作量的一种函数,简称为哈希算法。


二、工作量证明的作用

工作量证明(PoW)是在区块链上成功挖矿的必要条件。每一个区块上都必须有工作量证明,这样才能让所有矿工的工作最大程度地有效化和透明化,防止出现不劳而获和恶意作弊的情况。区块链是去中心化机制,工作量证明就可以理解成区块链中的去信任化共识,不需要知道周围的人是谁,只管挖矿就好,最终获得的数字币奖励只跟自己的利益切身相关,并且有哈希算法的存在,就可以保证大家所做的工作都是有效且得到认可的。


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