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    详解比特币挖矿的共识机制POW |区块链入门004

    区块天眼   |   01-15 10:46

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    摘要: 经过了前面的学习,我们现在知道了,比特币就是一个去中心化的账本。账本公开透明,人人都可以记账。 虽然记账简单,但如何让别人心甘情愿的愿意帮你记账呢? 传统银行要发工资招人完成记账,而比特币系统通过比特币激励招矿工完成记账。 在第二讲中,我们知道了比特币挖矿的意义,即对于比特币系统而言,需要有人来参与完成记账工作,挖矿是分配记账权的一种方式。对于比特币矿工而言,花了大量的人力、物力、财力购买矿机、搭建矿场,参与挖矿就是要赚取系统奖励的比特币,博取利润。

      经过了前面的学习,我们现在知道了,比特币就是一个去中心化的账本。账本公开透明,人人都可以记账。

      虽然记账简单,但如何让别人心甘情愿的愿意帮你记账呢?

      传统银行要发工资招人完成记账,而比特币系统通过比特币激励招矿工完成记账。

      在第二讲中,我们知道了比特币挖矿的意义,即对于比特币系统而言,需要有人来参与完成记账工作,挖矿是分配记账权的一种方式。对于比特币矿工而言,花了大量的人力、物力、财力购买矿机、搭建矿场,参与挖矿就是要赚取系统奖励的比特币,博取利润。

      那问题又来了,如何合理地分配记账权让矿工持续地参与记账呢?

      这里就涉及到了比特币共识机制的问题。比特币通过共识机制来维持系统稳定运转。中本聪设计比特币时,采用了PoW机制,矿工通过算力公平竞争,争夺比特币网络的记账权。

      

      今天天眼君就为大家详细解读什么是POW共识机制?它为什么能起作用呢?

      PoW(Proof-of-Work),俗称工作量证明机制。简单来说 ,就是一份用来确认你做过一定量工作的证明。它就像你的大学毕业证,证明了你确实有四年大学的学习经历。工作量证明机制,就是用工作量结果来证明贡献大小,再根据贡献大小确定记账权和奖励。

      这个证明过程,是依赖计算机进行数学运算进行的。可以理解为:大家都去解答同一个题目,谁先算出来,谁就负责记账,并得到相应报酬,这个报酬就是网络产生的数字货币。比如,在比特币的网络系统里,谁先解题出来,谁就先得到比特币作为奖赏。

      PoW的优点是,完全去中心化,公平公正,不需要中心化的管理机构,用户(即节点)之间实现了公平竞争,谁先解出题目,谁就获得相应收益。

      其主要缺点是浪费能源。大家一起算题目,都要耗费算力,而最终有效的只有一个用户所做的功,其他人做的都是无用功。而计算机是靠电力来带动的,大家一起用计算机算题,其实也耗费了大量电力资源。比如比特币就是采用PoW共识机制,每年需要消耗价值几十亿美元的电力,一直遭人诟病。

      

      为什么选择PoW?

      有奖励矿工才有动力,但奖励分配公平才能让矿工持续努力。

      比特币的PoW机制,证明工作量的是算力。每一道题,只能靠矿机计算,谁算得越快,谁就越有可能获得奖励(付出越多回报越大,即确定性)。但算得快、算得多不代表算得准(随机性),因此付出算力的矿工都有机会获得奖励。

      整体而言,付出就有收获,付出越大收获越大。所以,比特币的PoW机制分配奖励让矿工感觉公平,矿工们愿意持续挖矿。比特币系统也为此公平合理地分配了系统的记账权,将记账权给了认真工作的矿工手上。这保证了整个比特币网络在过去的将近10年时间里,平稳运行(比特币白皮书发布于2008年,但最早的比特币是2009年1月份由中本聪挖出)。

      比特币网络运行了将近十年,现在仍在稳定运行,这说明PoW机制是有效的。

      但这并不意味着PoW机制是完美的。比特币算力越来越集中化,能源消耗虽然占比不大但也在逐年上升......