什麼是POW共識機制?

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由於加密貨幣多數採用去中心化的區塊鏈設計,節點是各處分散且平行的,所以必須設計一套制度,來維護系統的運作順序與公平性,統一區塊鏈的版本,並獎勵提供資源維護區塊鏈的使用者,以及懲罰惡意的危害者。


這樣的制度,必須依賴某種方式來證明,誰取得了一個區塊鏈的打包權(或稱記帳權),就可以獲取打包這一個區塊的獎勵;又或者是誰意圖進行危害,就會獲得一定的懲罰,這就是共識機制。


共識機制在區塊鏈行業中極其重要,只有執行規則清晰明瞭,才能被接入更多的行業進行落地應用。目前,區塊鏈共識機制主要有四種,分別是pow(工作量證明)、pos(權益證明)、dpos(代理權益證明)和poc(容量證明),這一期主要給大家介紹的是pow(工作量證明)。


——《如何玩轉coinex》區塊鏈科普欄目


概念


pow,全稱proof of work,即工作量證明。

pow共識機制由算力決定記賬權,誰持有的總算力越多,誰的記賬權就越大。區塊鏈網路中遍佈著非常多的節點,節點需要消耗自身算力進行繁瑣的雜湊計算,以找到期望的隨機值,這個過程也被稱作“挖礦”,而進行計算的節點則被稱作礦工。


簡單來說,pow的整個執行機制類似於社會主義的按勞分配,誰幹的活越多,誰得到的獎勵也越多。


起源


pow機制最早應用於adam back於1996年提出的hashcash(雜湊現金)中,那個時候主要用來解決濫發垃圾郵件的問題,系統要求傳送者每發一封郵件都要做一定的工作量證明,從而提高傳送垃圾郵件的成本,後來該項技術被中本聰改造為以挖礦形式實現區塊鏈一致性的共識機制。


原理


在比特幣網路中,節點透過相互競爭的方式來獲取打包區塊的權力,而競爭的過程中則需要其以最快的速度計算出符合要求的雜湊值。每過十分鐘,網路就會進行一輪算力比賽,參與比賽的節點需要透過自身算力尋找一個正確的隨機值,誰先找到這個隨機值,且通知全網並獲取其他節點的一致認可,誰就能得到該區塊的記賬權,從而打包該區塊並獲得一定的區塊獎勵。

在整個過程中,礦工貢獻的算力也就是所謂的“工作量”。總的來說,誰算得越快,誰就能獲得新區塊的打包權,而誰貢獻的算力越多,獲得打包權的概率也就越大。


優勢


pow機制最大的一個優勢就是安全性高,若某一節點想要在網路中搞破壞,必須要掌握全網51%以上的算力,作惡成本極高,與此同時,整個網路的算力也在不斷增大,攻擊難度也就更高了。


其次是,pow機制演算法較為簡單,每個人都可以自由加入網路成為節點,從而競爭新區塊的打包權,去中心化程度高。


劣勢


為了確保交易安全,網路中的一筆交易需要6個區塊的確認才能得到全網的確認,按照比特幣平均每10分鐘打包一筆交易,那確認延遲時間大概為1個小時,區塊達成共識所需的時間太長。


另一方面,這種共識機制保護下的區塊鏈系統對算力及網路環境要求高,電力消耗極大,也造成了能源的大量浪費。


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