不用區塊鏈工作量證明

❶ 什麼是工作量證明

工作量證明（Proof of Work, PoW）是區塊鏈世界中的一項核心機制，它為確保網路的去中心化和安全性設定了一個堅固的屏障。每個礦工為了將交易區塊合法地添加到區塊鏈中，必須完成一項極具挑戰性的任務，例如破解復雜的數學難題，這個過程既耗時又能源密集，但結果的驗證卻極其可靠，這就是工作量證明的力量所在。

以比特幣為例，礦工們需要試算無數可能的哈希值，就像是試圖打開一把密碼鎖，雖然嘗試的過程繁瑣，但一旦找到正確答案，交易便能被確認。這種設計有效地防止了惡意操控，因為想要對整個網路進行操控，需要龐大的計算資源，極大地提高了篡改的難度。

然而，工作量證明並非完美無瑕。首先，它帶來了顯著的能源浪費，大量的電力被用於生成隨機的計算難題。隨著挖礦獎勵逐漸減少，礦工們的主要收入來源將轉向交易手續費。如果費用低廉，人們可能會降低支付，導致礦工收入減少，網路的活力也隨之下降。隨著礦工數量減少，網路抵禦51%攻擊的能力也會削弱，即少數惡意礦工可能控制超過一半的算力，對網路構成威脅。

面對這些挑戰，工作量證明的替代方案，如股權證明（Proof of Stake, PoS），開始浮出水面。股權證明要求持有一定數量的代幣作為權益，持有越多的代幣，獲得的挖礦權利越大。這消除了對昂貴礦機的依賴，因為驗證過程相對簡單，基於代幣持有比例進行分配。想像一下，貨幣取代了硬體，礦工的權益直接與他們所持有的可挖代幣掛鉤，這樣既保證了挖礦的公平，也抑制了濫用算力的行為。

盡管比特幣尚未全面採用股權證明，但一些先行者如點點幣（DogeCoin）已經成功實施了更為高效的版本，展示了這種新型挖礦機制的潛力。未來，我們期待看到更多區塊鏈項目嘗試和優化工作量證明，以應對不斷演變的技術挑戰和市場環境。

❷ 區塊鏈之工作量證明，挖礦是什麼

區塊鏈技術的核心概念之一是工作量證明（Proof-of-Work, POW），它作為礦工挖出新區塊的基礎，確保了區塊鏈的安全性。POW的工作機制簡單來說，就是礦工通過解決復雜的數學問題，來證明自己為區塊鏈網路做出了貢獻，從而獲取一定的比特幣獎勵。

工作量證明的概念最初是為了解決垃圾郵件問題，使用POW作為發送電子郵件的認證機制。盡管其在垃圾郵件問題上的實際效果仍有爭議，但在區塊鏈領域，POW的作用是確保網路的安全性和去中心化特性。

在理解工作量證明之前，首先需要了解哈希函數。哈希函數是一種將任意大小的數據轉換為固定大小輸出的函數，具備唯一性和不可逆性。在比特幣加密系統中，使用SHA256演算法作為哈希函數，這種演算法可以產生2^256種不同的輸出，理論上產生碰撞的幾率極其微小。

工作量證明的基本原理是要求礦工對輸入數據進行多次哈希運算，直到找到一個特定格式的哈希值。這個過程需要消耗大量的計算資源，證明了礦工投入了足夠的「工作量」。例如，在比特幣中，礦工需要找到一個哈希值，其前幾位為「0」，這需要大量的試錯和計算。

以「Hello, world!」為例，礦工需要在該字元串後添加一個隨機整數（Nonce），不斷進行SHA256哈希運算，直到得到的哈希值前四位為「0」。這個過程的計算次數就是礦工為了挖出新區塊所投入的工作量，也是POW機制的核心。

比特幣網路中的任何一個節點要生成新區塊，需要完成三個關鍵步驟：工作量證明函數、區塊內容和難度值。工作量證明函數決定了礦工需要進行多少次哈希運算，區塊內容包括輸入數據，而難度值則反映了需要進行的運算次數的難易程度。比特幣使用SHA256演算法作為工作量證明函數，區塊由區塊頭和包含的交易列表組成。

難度值的調整機制保證了新區塊的產生速率穩定在每10分鍾一個。全網的算力變化會觸發難度值的自動調整，以維持這個速率。當網路算力增加時，難度值會增加，反之則降低，確保新區塊的產生速率保持穩定。

工作量證明的目標值是通過計算公式得出的，它與難度值成反比。目標值的大小決定了礦工找到一個有效區塊所需的哈希值前導0的數量。礦工通過不斷嘗試不同的Nonce值，進行哈希運算，直到找到滿足目標值要求的哈希值。這個過程類似於體力勞動，需要大量的計算資源和時間。

因此，工作量證明在區塊鏈中扮演著至關重要的角色，它確保了網路的安全性和去中心化特性，同時也為礦工提供了激勵機制。通過工作量證明，比特幣網路實現了安全、公平的區塊生成機制，為區塊鏈技術的廣泛應用奠定了基礎。

❸ pos機制解決了pow的問題

pos機制解決了pow的問題情況如下：

POS（權益證明）機制是一種替代POW（工作量證明）機制的共識演算法，用於解決區塊鏈網路中的問題。了解一下POW機制。POW是一種由比特幣引入並廣泛應用的共識機制，它要求礦工通過解決復雜的數學難題來競爭記賬權，從而產生一個新的區塊並獲得一定的獎勵。然而，POW機制存在一些問題，如高能耗、算力集中以及網路安全性等。

而POS機制則提供了一種更加高效且節能的共識解決方案。在POS中，記賬權與持有虛擬貨幣的數量有關，參與共識的節點需要鎖定一定數量的貨幣作為抵押，這樣就能夠獲得相應的記賬權。

1、能源效率：相對於POW機制需要大量能源來進行挖礦的計算工作，POS機制幾乎沒有能源浪費。因為POS機制不需要算力競爭，而是基於貨幣持有量來產生記賬權。這使得POS能夠節約大量能源，降低網路運行的碳排放。

雖然POS機制解決了POW的一些問題，但它也存在一些潛在的挑戰和限制，例如財富集中和可能的「富者愈富」效應。此外，POS機制中如何選擇記賬節點以及如何處理共識決策的問題也需要合理的設計和機制來解決。

因此POS機制通過引入持幣者的權益作為共識依據，不僅提高了區塊鏈網路的能源效率和安全性，還促進了分散性和擴展性。它為區塊鏈技術的發展提供了一種更加健康和可持續的共識演算法選擇。然而，在實際應用中，選擇適合具體場景的共識機制仍然需要謹慎評估和權衡。

pos機的由來

POS機（Point of Sale）的由來可以追溯到20世紀70年代。在那個時期，電子商務和刷卡支付的興起催生了POS技術的發展。起初，POS機是用來取代傳統的收銀機的一種新型設備。傳統收銀機主要依靠人工輸入商品價格和計算總額，存在數據錄入慢、易出錯等問題。

而POS機的出現，則極大地提高了商鋪的收銀效率和精確度。第一代POS機是由IBM於1973年開發出來的，並在1974年首次投入使用。這種POS機使用了磁卡來存儲商品信息和價格，通過掃描磁卡上的條形碼，自動識別商品，並計算出總金額。

隨著計算機和通訊技術的進步，POS機也逐漸變得更加智能和功能強大。1980年代開始，POS機開始使用觸摸屏和鍵盤界面，可以實現更便捷的商品輸入和選擇。1990年代，POS機開始支持信用卡和借記卡支付，為商鋪和顧客提供了更多的支付方式選擇。

隨著互聯網的發展，POS機也發生了革新。現在的POS機通常集成了計算機、觸摸屏、條碼掃描器、列印機以及其他必要的硬體和軟體組件。並且，POS機可以與後台管理系統相連，實現庫存管理、銷售統計、報表生成等功能，為商家提供全面的數據支持。

❹ 什麼是工作量證明

在區塊鏈里很重要一個概念就是工作量證明，英文全稱為Proof of Work，縮寫為POW。相信很多人剛接觸到這個概念的時候都很費解，「 咦，工作量證明？意思是要證明我做了多少工作嗎？ 」；我更相信很多投資比特幣或者被一些所謂的「 可以一夜暴富 」的「 新型數字貨幣 」所忽悠的投資人，對這個概念更加「 耳熟能詳 」，因為他們聽到太多那些「貨幣」宣稱自己有更安全的演算法、更可靠的工作量證明機制。 因為聽得多，似乎很懂，但就是不真正理解它，這種認知上的不對稱，往往是傳銷幣等妖物有機可趁的主要原因。

之前給大家介紹「拜占庭將軍問題」的時候，提到過拜占庭將軍解決的主要是多個節點之間如何取得共識的問題（如果你忘了當時的故事背景是怎樣，那再去好好翻翻之前的課程吧），但是並沒有深入介紹如何進行共識。如何進行共識，是區塊鏈里最關鍵的一個問題，也是被討論得最多的一個，在區塊鏈誕生之前，分布式系統領域里對共識演算法就有很多研究，但是這里並不打算展開了。

1、工作量證明真的是用來證明你做了多少工作

其實，正如本文第一段提到的，很多人剛開始理解的那個概念，「工作量證明主要用來證明一個人做了多少工作」，基本是正確的，計算機領域並不是只有一些生澀的概念的，這個概念通俗易懂，反倒讓我們困惑了。

還是要回到拜占庭將軍問題的故事場景，在那個故事裡，我們應該信任誰，誰能擔此大任成為那個英雄卓絕的將軍呢？

可能因為城邦之間信息在不斷傳輸，傳輸量太大，每個城邦的將軍都王婆賣瓜，自賣自誇，到底該信任誰，基本上很難區分。細心的朋友可以好好發揮一下想像力。其實，有種最簡單粗暴的方法： 看誰最聰明！誰最聰明，我們就相信誰。

誰最聰明這個問題其實太主觀了，沒辦法，只能拿實力說話。就像我們經歷過無數的考試一樣——來，將軍們，大家做道題吧，解答准確且最快的人勝出。

於是，智多星旁白：請聽題兒， 請問在一個值比如123456789，後面追加一個5位隨機數，請找到一個隨機數，使得所計算的哈希值前5位都是0。

將軍們千萬不要懵逼，你不知道並不代表別人不知道，於是那個最聰明的將軍快速的算了出來，並 寫上自己的名字 ，交了試卷。老師一驗證，完全正確，於是選出他作為那個拜占庭將軍，號令群雄。

如果你不知道哈希演算法，請回去復習之前的課程。另外，這里提醒一點，將軍必須寫上自己的名字表明是自己算對的這道題，這在區塊鏈里也很重要，它表示簽名表明自己勝出，最後還能獲得獎勵喲。

以上介紹的這個有的意思的過程，就是所謂的工作量證明。

2、怎麼理解挖礦，礦機，礦池？

工作量證明最常見是在比特幣里，當大家還不太理解這個玩意兒的時候，已經很多地方見到「挖礦」「礦機」這些宣傳字眼了，那個時候我們根本不能理解的是，在電腦裡面怎麼挖礦？腦洞完全打不開啊。我也困惑了很久，當在淘寶上看到有人賣礦機的時候，我一臉鄙夷，說這一定是忽悠。

很多時候鄙視其實更多是自己不理解造成的，直到它長成龐然大物，直到羅胖提到的「旁邊有個物種坐了起來」，才發現我們理解地似乎有點晚了。即便如此，我們不能因此放棄對一個新鮮事物的認識呀。

所謂挖礦，其實就是計算機對上面提到的工作量證明進行的一個運算過程。大家或許會奇怪，將軍算題這么高大上的一個比喻到了這里怎麼變成挖礦這么苦逼的一個概念呢？其實，拜占庭將軍只是以一種有趣的方式描述了故事背景，及工作量證明的一些細節，而挖礦更貼近區塊鏈里工作量證明的一個過程——因為，確實很苦逼！

其實，上面提到的「智多星」或者「老師」，就是那個神秘人物中本聰，比特幣的發明人（或組織）。中本聰出的這道難題說白了就是一個傻瓜式地，只能吭哧吭哧，老老實實地，從1,2,3...n不斷嘗試計算的一個計算題，也即密碼學里提到的 暴力破解 的概念。這種計算過程，枯燥乏味，耗費精力時間，這么苦逼，用「挖礦」形容最好不過了。而這個「礦」就是比特幣，一種如黃金般稀缺的玩意兒。

但是我們不要忘了，這種機械化的計算是計算機最擅長的事兒了，於是所有的都交給計算機吧，這才有了「礦機」的概念。隨著技術的發展，大家發現，計算機功能太強大，完全沒有必要全部用來進行這種計算，於是不斷精簡，將挖礦演算法集成到一些晶元里，不僅節省能源，而且算得更快。這就有了CPU挖礦，GPU挖礦，FPGA挖礦，ASIC挖礦等這類說法。

而礦池的出現，是隨著比特幣數量的總數限制，以及四年減半的硬性要求，挖礦到後期競爭越來越激烈，挖到比特幣的難度越來越大，於是只能抱團並肩作戰，這個團體就叫做「礦池」。有礦機的人可以選擇加入某個礦池，礦池集合所有礦機的力量，進行類似上面算術難題的計算；在計算時，將隨機數號碼段進行分配，不同號碼段交給不同的礦機計算，於是計算的效率大大提升，這樣便可以集合作戰，共享收益。

其實上面介紹的一些概念都非常初級，目的還是希望很多沒有相關基礎的人都能搞懂，只有把這些最基本的概念都理解了，走到後面才更容易，不是嗎？