工作量证明 (Proof of Work)

工作量证明PoW (Proof of Work)

何谓工作量证明

• 最早的区块链如比特币以及以太坊都是采用PoW共识机制保障区块链帐本的一致性与交易的最终性。PoW 的全名是Proof of Work ，中文为工作量证明。

• 工作量证明也是一种对应服务与资源滥用、或是拒绝服务攻击的经济对策。

网路上的节点可以简单地透过工作量证明，快速验证彼此是否拥有记帐权。

举例：就像是我们求学时期所发的毕业证书，求职时，面试官透过那张毕业证书，快速验证你大学的成果。

加密货币的应用

由于加密货币多由区块链所建构，而区块链本来就要依赖散列函数来做为资料正确无误的担保，所以在加密货币上使用工作量证明，是非常简明的设计。由分散在各处的计算机，竞赛谁能最早找出，搭配原本要打包的资料的穷举猜测值（nonce），谁就等同获得该区块的打包权（记账权）。此猜测值被找出后，与资料、散列值一起打包成块后广播，经多数节点确认与承认，打包者就能获得打包该区块所提供的奖励。一般采用工作量证明的加密货币，好比比特币，会设置成随着参与竞赛的算力增减，而调整找寻猜测值的难度，以维持合理的运作速度。

优点

• 架构简明扼要、有效可靠。

• 由于要获得多数节点承认，那攻击者必须投入超过总体一半的运算量（51%攻击），才能保证篡改结果。这使得攻击成功的成本变得非常高昂，难以实现。

• 某种程度上是公平的，你投入越多的算力，你获得打包权的几率也等比增加。

缺点

• 非常浪费能源。投入在一种加密货币上的能源，可能会超过一个小型国家的总使用量。

• 由于加密货币在世界上已成为一种投资标的，所以技术人员开发出了由ASIC组成的特制计算设备（矿机），垄断算力。这与加密货币的去中心化思想背道而驰。

• 也因此，后期开发的加密货币有针对抗ASIC的算法设计，例如以太坊采用的Ethash（Dagger-Hashimoto）算法。

• 后期开发的加密货币陆续使用了POS机制（例如以太坊）或DPOS机制（例如比特股﹑EOS）。