什么是工作量证明机制(PoW)

工作量证明的定义

PoW(Proof of Work)工作量证明机制,可简单地理解为一份证明,用来确认你做过一定量的工作。在比特币中就是获得货币量的多少取决于挖矿工作的成效,用户使用的计算机性能越好,则挖矿所获得的货币就越多,即根据工作量分配货币

比特币挖矿就是通过参与或运算(比特币挖矿原理),计算出一个符合规则的随机数,即获得本次的记账权,同时发出本轮需要记录的数据,全网其他节点验证后,所有节点的参与人员一起存储该记录数据。系统用工作量证明机制来分发资产,以鼓励用户挖矿,从而保证网络的稳定性。当前,绝大多数的虚拟货币,如比特币、莱特币等都是基于PoW机制的虚拟货币。 

工作量证明的起源

工作量证明系统(或者说协议、函数),是一种应对拒绝服务攻击和其他服务滥用的经济对策。它要求发起者进行一定量的运算,也就意味着需要消耗计算机一定的时间。这个概念由Cynthia Dwork和Moni Naor 1993年在学术论文中首次提出。而工作量证明这个名词,则是在1999年Markus Jakobsson和Ari Juels的文章中才被真正提出。

哈希现金是一种工作量证明机制,它是亚当·贝克(Adam Back)在1997年发明的,用于抵抗邮件的拒绝服务攻击及垃圾邮件网关滥用。在比特币之前,哈希现金被用于垃圾邮件的过滤,也被微软用于Hotmail/Exchange/Outlook等产品中(微软使用一种与哈希现金不兼容的格式,并将之命名为电子邮戳)。

哈希现金也被哈尔·芬尼以可重复使用的工作量证明(RPOW)的形式用于一种比特币之前的加密货币实验中。另外,戴伟的B-money、尼克·萨博的比特金(Bit-Gold),这些比特币的先行者都是在哈希现金的框架下进行挖矿的。

工作量证明的基本原理

工作量证明系统的主要特征是客户端需要做一定难度的工作得出一个结果,验证方却很容易通过结果来检查客户端是不是做了相应的工作。这种方案的一个核心特征是不对称性:工作对于请求方是适中的,对于验证方则是易于验证的。它与验证码不同,验证码的设计出发点是易于被人类解决而不易被计算机解决[4]。 

下图表示的是工作量证明的流程。

工作量证明的流程

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