近期比特幣價格強勢反彈，吸引了幣圈內外大量的注意力與入場資金，新浪微博的熱搜也多次出現“比特幣暴漲”的搜尋詞。比特幣在整個加密貨幣市場的市值佔比近期也逼近60%，達到了近幾年的新高。比特幣能夠在萬家爭鳴的加密貨幣市場屹立十年之久並且佔據半壁江山，究其原因，除了創始人“中本聰”有意無意地失蹤，導致專案被動“去中心化”外，它首創的 PoW (Proof of Work) “工作量證明”共識機制在基本無大事故 (早期曾經出現過少數幾次故障，後均被迅速修復) 的狀態下安全執行至今，已經使其成為了世界上最大最分散的區塊鏈網路——在這個地球上，已經很難找到甚麼切實可行的辦法能把比特幣網路徹底抹殺掉了。
PoW 這個概念雖然一直被提及，其實很多使用者也只是一知半解。挖礦？礦工？區塊？確認？拜占庭將軍問題？很多文章的這些名詞也讓新入場的小白們雲裡霧裡，使得幣圈成為有史以來入場門檻最高的投資領域之一。
本文旨在幫助廣大幣圈新老使用者用盡可能淺顯易懂的方式理解比特幣的共識機制和挖礦原理，以及它的重要性到底在哪裡。
拜占庭將軍問題
首先我們來理解一下“拜占庭將軍問題”(Byzantine Generals Problem)。
“拜占庭將軍問題”是由獲得 2013 年圖靈獎的微軟科學家 Leslie Lamport 在研究分散式系統的時候提出的一個假想故事。
拜占庭帝國，地理位置在現今歐洲的土耳其，也被稱作東羅馬帝國，是一個 9-11 世紀的歐洲國家。拜占庭帝國幅員遼闊，軍事力量十分強大，派出了多支部隊去攻打敵軍，每支部隊聽命於一個將軍。
假設這些軍隊駐紮在相隔很遠的不同地區，軍隊的將軍之間只能透過信使來傳遞資訊，達成共識，制定作戰計劃並取得戰爭的勝利。然而，這些將軍中，其實存在叛徒，他們會用各種方法阻礙其他的忠誠的將軍實施行動。所以這個“拜占庭將軍問題”的難點通常在於：
距離問題，叛徒發假訊息干擾，信使弄丟了訊息或者訊息被敵軍截獲，無法驗證訊息的真偽，聯絡時間太久而失去戰爭的先機，等等。
這是一個困擾了程式設計師們許多年的問題，分散式的節點 (軍隊) 之間如何透過有效的辦法互相達成安全可信的通訊 (信使)，達成一種共識，共同達成一個目標 (作戰勝利)。直到比特幣的誕生，這個問題透過一種被稱為“區塊鏈”的技術完美地解決了。
PoW 共識機制
比特幣使用的正是 PoW “工作量證明”的方法。它要求所有的人必須要經過大量計算，才能得到計算結果，但是當一個人率先計算出結果時，網路中的其他人卻能夠十分容易驗證結果的準確性。
這樣的過程我們也可以用一個現實生活中的場景來類比：
假設有一群搬磚工人 (礦工) 要把磚塊裝進集裝箱，並一個一個上下整齊疊放起來。每個工人都各自有一個集裝箱裝磚塊，每個集裝箱正好可以裝 2000 塊磚，只有最先花費大量體力裝滿自己集裝箱的工人，才有資格將集裝箱疊放上去 (打包區塊並廣播)。這時，其他的工人只需掃一眼就可以知道，這個率先完成的集裝箱是否是整齊並裝滿 2000 塊磚的狀態 (區塊確認)。下一個集裝箱仍然是用這個方法所有工人從頭開始裝集裝箱，週而復始。
由於集裝箱上下整齊疊放，相當於比特幣區塊鏈前後區塊的首尾相連，如果要對某個已經疊放好的集裝箱進行變動，就必然影響到這個集裝箱往上疊放的所有新的集裝箱，所以比特幣區塊鏈中任何一個區塊後面連結的新區塊越多，就越安全，對它進行篡改的難度和成本就越高。
工人為甚麼要參加這樣的工作呢？因為每疊一個新的集裝箱，裝這個集裝箱的工人將會獲得獎勵，也就是比特幣網路中礦工的挖礦獎勵。最開始這個獎勵是 50 BTC，每過 21 萬個區塊，這個獎勵就會減半，預計 2020 年 5 月左右，比特幣的單區塊產量將減半至 6.25 BTC，這也被認為是比特幣行情即將再次火爆的契機。
比特幣網路透過 PoW 工作量證明，由大量算力競爭區塊打包權 (記賬權) 的方式，從 2009 年穩定執行到現在，它已經真正成為了業界最安全穩定、去中心化程度最高的區塊鏈網路，無愧“幣王”的稱號。
————————————————
滴福記 | Hi-DFG
每個人的區塊鏈
