工作量证明PoW (Proof of Work)－算力挖矿_链圈子

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。

何谓工作量证明

网络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。就像是我们求学时期所发的毕业证书，大学四年熬夜苦读、凿壁偷光就是为了获得那张毕业证书，求职时，面试官透过那张毕业证书，快速验证你大学的成果。上述例子中，你的毕业证书就是你的「工作量证明」。

以比特币为例介绍PoW 

每10~15 分钟比特币网络上全体矿工会互相竞争，运用大量的运算能力去解一道复杂的数学题的答案，这个答案是一个随机数，可以想像题目大概长这样：

Hash｛（前一个区块的Hash 值）,（当前区块的交易资讯）,（随机数）｝＝当前区块的Hash 值

矿工必须找出一串数字，代入上述公式，让当前区块的Hash 值开头为18 个0 ，例如：

0000000000000000001583447dd74c13c09280a9218827244089adadaba8c8c9

解答的过程没有轨迹可循，矿工只能不断代入随机数，透过暴力的解法找出答案。

挖矿难度

最先解开的人就能获得下一个区块的记帐权并获得比特币作为奖励。比特币固定10~15分钟出块一次，但是如果节点越来越多、全网算力增加，会缩短算出答案的时间。因此，比特币协议每2016个区块会调整一次挖矿难度，大约两个礼拜调整一次。挖矿难度提高时，就必须找出有更多个0的当前区块Hash值，例如从原先的18个0增加到19个0，难度降低时则相反。

算力低的矿机没机会得到记帐权？

必须强调的是，挖矿的过程其实像是掷一颗20面的骰子，谁先骰到< 2的数字谁就能获得计帐权，换句话说，矿机的硬体运算能力再强大，也只能提高获得计帐权的机率（骰骰子手速比较快），算力差的矿工不代表没有机会。

很多人都认为，如果以后超级电脑普及，工作量证明不就没用了吗？其实工作量证明数学题的难度相当高，因此取得记帐权的机会就像抽奖一样，即便某人拥有超级电脑，也只能够提高机率。这就像在湖里丢一枚硬币，让一万个人去找这枚硬币，就算你是奥运游泳选手，也未必能第一个找到这枚硬币，只能提高找到的机率。

优点

• 容易实现，节点可自由进入，去中心化程度高。
• 破坏系统需要投入极大的成本，安全性极高。

缺点

• 为了保证去中心化程度，区块的确认时间难以缩短。
• 透过矿工的计算能力以及硬体成本确保矿工立意良善，挖矿过程中过多的能源消耗，使得这个机制非常不环保