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区块链为什么需要工作量证明

发布时间: 2024-11-20 02:57:39

区块链挖矿工作量证明是什么

POW的拼法是Proof of Work(工作证明)。简单说就是需要干非常多的苦力,才能获得相对优厚报酬的工作模式。
矿工们在挖一个新的区块时,必须对SHA-256密码散列函数进行运算,区块中的随机散列值以一个或多个0开始。随着0数目的上升,找到这个解所需要的工作量将呈指数增长,矿工通过反复尝试找到这个解。
最先算出正确答案的矿机可获得当前区块的记账权,同时获得新发行比特币的奖励。理论上来说,算力(力气)越大,算(搬)得越快,收益值就越高。这个你们应该看得懂的说,POW 的意思就是按劳分配,多劳多得。目前,币界老大哥比特币、现在的二哥以太币等都是这种模式。

⑵ 区块链pos证明是什么(区块链pocc合法吗)

什么是POW和POS,二者区别联系

POW:全称ProofofWork,工作量证明。

POS:全称ProofofStake,权益证明。

这两者都区块链的共识机制,是数字货币的记账方法。

区别是:

1、POW机制:工作量证明机制即对于工作量的证明,是生成要加入到区块链中的一笔新的交易信息(即新区块)时必须满足的要求。在基于工作量证明机制构建的区块链网络中,节点通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权,求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的纯团具体表现。

2、POS机制:权益证明要求证明人提供一定数量加密货币的所有权即可。权益证明机制的运作方式是,当创造一个新区块时,矿工需要创建一个“币权”交易,交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间,依据算法等比例地降低节点的挖矿难度,从而加快了寻找随机数的速度。

(2)区块链为什么需要工作量证明扩展阅读:

比特币(BitCoin)的概念最初由中本聪在2009年提出,根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。

与大多数货币不同,比特币不依靠特定货币机构发行,它依据特定算法,通过大量的计算产生,比特币经济使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为,并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。P2P的去中心化特性与算法本身可以确保无法通过大量制造比特币来人为操控币值。

⑶ 什么是工作量证明

在区块链里很重要一个概念就是工作量证明,英文全称为Proof of Work,缩写为POW。相信很多人刚接触到这个概念的时候都很费解,“ 咦,工作量证明?意思是要证明我做了多少工作吗? ”;我更相信很多投资比特币或者被一些所谓的“ 可以一夜暴富 ”的“ 新型数字货币 ”所忽悠的投资人,对这个概念更加“ 耳熟能详 ”,因为他们听到太多那些“货币”宣称自己有更安全的算法、更可靠的工作量证明机制。 因为听得多,似乎很懂,但就是不真正理解它,这种认知上的不对称,往往是传销币等妖物有机可趁的主要原因。

之前给大家介绍“拜占庭将军问题”的时候,提到过拜占庭将军解决的主要是多个节点之间如何取得共识的问题(如果你忘了当时的故事背景是怎样,那再去好好翻翻之前的课程吧),但是并没有深入介绍如何进行共识。如何进行共识,是区块链里最关键的一个问题,也是被讨论得最多的一个,在区块链诞生之前,分布式系统领域里对共识算法就有很多研究,但是这里并不打算展开了。

1、工作量证明真的是用来证明你做了多少工作

其实,正如本文第一段提到的,很多人刚开始理解的那个概念,“工作量证明主要用来证明一个人做了多少工作”,基本是正确的,计算机领域并不是只有一些生涩的概念的,这个概念通俗易懂,反倒让我们困惑了。

还是要回到拜占庭将军问题的故事场景,在那个故事里,我们应该信任谁,谁能担此大任成为那个英雄卓绝的将军呢?

可能因为城邦之间信息在不断传输,传输量太大,每个城邦的将军都王婆卖瓜,自卖自夸,到底该信任谁,基本上很难区分。细心的朋友可以好好发挥一下想象力。其实,有种最简单粗暴的方法: 看谁最聪明!谁最聪明,我们就相信谁。

谁最聪明这个问题其实太主观了,没办法,只能拿实力说话。就像我们经历过无数的考试一样——来,将军们,大家做道题吧,解答准确且最快的人胜出。

于是,智多星旁白:请听题儿, 请问在一个值比如123456789,后面追加一个5位随机数,请找到一个随机数,使得所计算的哈希值前5位都是0。

将军们千万不要懵逼,你不知道并不代表别人不知道,于是那个最聪明的将军快速的算了出来,并 写上自己的名字 ,交了试卷。老师一验证,完全正确,于是选出他作为那个拜占庭将军,号令群雄。

如果你不知道哈希算法,请回去复习之前的课程。另外,这里提醒一点,将军必须写上自己的名字表明是自己算对的这道题,这在区块链里也很重要,它表示签名表明自己胜出,最后还能获得奖励哟。

以上介绍的这个有的意思的过程,就是所谓的工作量证明。

2、怎么理解挖矿,矿机,矿池

工作量证明最常见是在比特币里,当大家还不太理解这个玩意儿的时候,已经很多地方见到“挖矿”“矿机”这些宣传字眼了,那个时候我们根本不能理解的是,在电脑里面怎么挖矿?脑洞完全打不开啊。我也困惑了很久,当在淘宝上看到有人卖矿机的时候,我一脸鄙夷,说这一定是忽悠。

很多时候鄙视其实更多是自己不理解造成的,直到它长成庞然大物,直到罗胖提到的“旁边有个物种坐了起来”,才发现我们理解地似乎有点晚了。即便如此,我们不能因此放弃对一个新鲜事物的认识呀。

所谓挖矿,其实就是计算机对上面提到的工作量证明进行的一个运算过程。大家或许会奇怪,将军算题这么高大上的一个比喻到了这里怎么变成挖矿这么苦逼的一个概念呢?其实,拜占庭将军只是以一种有趣的方式描述了故事背景,及工作量证明的一些细节,而挖矿更贴近区块链里工作量证明的一个过程——因为,确实很苦逼!

其实,上面提到的“智多星”或者“老师”,就是那个神秘人物中本聪,比特币的发明人(或组织)。中本聪出的这道难题说白了就是一个傻瓜式地,只能吭哧吭哧,老老实实地,从1,2,3...n不断尝试计算的一个计算题,也即密码学里提到的 暴力破解 的概念。这种计算过程,枯燥乏味,耗费精力时间,这么苦逼,用“挖矿”形容最好不过了。而这个“矿”就是比特币,一种如黄金般稀缺的玩意儿。

但是我们不要忘了,这种机械化的计算是计算机最擅长的事儿了,于是所有的都交给计算机吧,这才有了“矿机”的概念。随着技术的发展,大家发现,计算机功能太强大,完全没有必要全部用来进行这种计算,于是不断精简,将挖矿算法集成到一些芯片里,不仅节省能源,而且算得更快。这就有了CPU挖矿,GPU挖矿,FPGA挖矿,ASIC挖矿等这类说法。

而矿池的出现,是随着比特币数量的总数限制,以及四年减半的硬性要求,挖矿到后期竞争越来越激烈,挖到比特币的难度越来越大,于是只能抱团并肩作战,这个团体就叫做“矿池”。有矿机的人可以选择加入某个矿池,矿池集合所有矿机的力量,进行类似上面算术难题的计算;在计算时,将随机数号码段进行分配,不同号码段交给不同的矿机计算,于是计算的效率大大提升,这样便可以集合作战,共享收益。

其实上面介绍的一些概念都非常初级,目的还是希望很多没有相关基础的人都能搞懂,只有把这些最基本的概念都理解了,走到后面才更容易,不是吗?

⑷ 区块链中PoW是指什么

是指工作量证明机制,是区块链的一种共识机制。指在区块链系统中,根据每个节点在运算的过程中所做出的贡献来确定权限的一种算法。工作量证明机制是现在区块链应用最为广泛的一种共识机制。共识机制是区块链系统中很重要的一部分,如果出现问题,那么整个系统都会出问题,在区块链开发中是必须要注意的。这是之前我一个在煊凌科技上班的人告诉我的,他虽然只是里面的销售,但是对区块链的了解也比大部分人要全面。

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⑹ 区块链之工作量证明,挖矿是什么

区块链技术的核心概念之一是工作量证明(Proof-of-Work, POW),它作为矿工挖出新区块的基础,确保了区块链的安全性。POW的工作机制简单来说,就是矿工通过解决复杂的数学问题,来证明自己为区块链网络做出了贡献,从而获取一定的比特币奖励。

工作量证明的概念最初是为了解决垃圾邮件问题,使用POW作为发送电子邮件的认证机制。尽管其在垃圾邮件问题上的实际效果仍有争议,但在区块链领域,POW的作用是确保网络的安全性和去中心化特性。

在理解工作量证明之前,首先需要了解哈希函数。哈希函数是一种将任意大小的数据转换为固定大小输出的函数,具备唯一性和不可逆性。在比特币加密系统中,使用SHA256算法作为哈希函数,这种算法可以产生2^256种不同的输出,理论上产生碰撞的几率极其微小。

工作量证明的基本原理是要求矿工对输入数据进行多次哈希运算,直到找到一个特定格式的哈希值。这个过程需要消耗大量的计算资源,证明了矿工投入了足够的“工作量”。例如,在比特币中,矿工需要找到一个哈希值,其前几位为“0”,这需要大量的试错和计算。

以“Hello, world!”为例,矿工需要在该字符串后添加一个随机整数(Nonce),不断进行SHA256哈希运算,直到得到的哈希值前四位为“0”。这个过程的计算次数就是矿工为了挖出新区块所投入的工作量,也是POW机制的核心。

比特币网络中的任何一个节点要生成新区块,需要完成三个关键步骤:工作量证明函数、区块内容和难度值。工作量证明函数决定了矿工需要进行多少次哈希运算,区块内容包括输入数据,而难度值则反映了需要进行的运算次数的难易程度。比特币使用SHA256算法作为工作量证明函数,区块由区块头和包含的交易列表组成。

难度值的调整机制保证了新区块的产生速率稳定在每10分钟一个。全网的算力变化会触发难度值的自动调整,以维持这个速率。当网络算力增加时,难度值会增加,反之则降低,确保新区块的产生速率保持稳定。

工作量证明的目标值是通过计算公式得出的,它与难度值成反比。目标值的大小决定了矿工找到一个有效区块所需的哈希值前导0的数量。矿工通过不断尝试不同的Nonce值,进行哈希运算,直到找到满足目标值要求的哈希值。这个过程类似于体力劳动,需要大量的计算资源和时间。

因此,工作量证明在区块链中扮演着至关重要的角色,它确保了网络的安全性和去中心化特性,同时也为矿工提供了激励机制。通过工作量证明,比特币网络实现了安全、公平的区块生成机制,为区块链技术的广泛应用奠定了基础。

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