什么是区块链中的工作量证明 (POW)

新手区块链用户经常会问这样一个问题：区块链中的“工作量证明”是什么，为什么这么酷？ 让我们简单地解释一下。

工作量证明 (PoW) 是区块链中达成共识的算法。 他们用它来确认交易和创建新的区块。实际上，这是一个

让矿工之间相互完成交易，争夺奖金。 网络用户相互发送数字代币，然后所有交易组合成块并记录到指定的注册表（区块链）中。

尽管如此，在确认操作和组织程序块时仍需要小心。 网络功能基于解决复杂数学任务的可能性以及轻松证明所获得的解决方案。

什么是“数学任务”？

这是需要大量计算能力的问题之一。 有很多这样的问题：

哈希函数，或者在知道输出数据的情况下尝试找到输入；

将整数因式分解为乘数；

“Tour Dilemma”：当服务器怀疑存在 DoS 攻击时，它要求客户端计算散列函数，有时是按特定顺序计算散列函数，这就是计算散列函数链意义的问题。

对于 PoW，他们使用哈希。 随着网络的发展，问题变得越来越复杂。 哈希算法需要越来越多的计算能力，因此任务的复杂性是一个相关的麻烦。

它是如何工作的？

区块链的速度和准确性取决于它。 但任务不应该太复杂。 否则，生成单个块将非常耗时，并且许多未完成的交易将留在网络中。 如果任务不能在预估时间内完成，出块就只是个意外。 如果问题很容易修复，系统在受到欺诈、垃圾邮件和 DDoS 攻击之前就会变得脆弱。

检查解决方案应该很容易。 否则，并不是所有人都能确认计算的正确性。 这意味着，他们需要信任其他人，这打破了最重要的区块链原则之一——透明度。

他们如何在区块链中使用它？

矿工解决任务、形成新区块并确认交易。 任务的难度取决于用户数量、当前网络负载和性能。 此外，每个块的哈希值都包含前一个块的哈希值以增加安全性，并且创建块的顺序不能被打乱。

如果矿工成功解决了任务，一个新的区块就形成了。 在那里，他们进行了另一组交易，所有这些交易都被认为是已确认的交易。

他们在哪里使用工作证明？

他们在多种加密货币中使用它。 当然，其中最著名、最受欢迎和“最强大”的是比特币。 这种趋势也是由比特币引发的。

这里，使用了Hashcash算法。 它允许根据整体网络性能改变任务的复杂性。 形成区块的平均时间为 10 分钟。 像这样的系统在其他加密货币中实现，可能是比特币（例如 Lightcoin）。 以太坊是另一个使用 PoW 的大型项目。 考虑到几乎 75% 的区块链项目都使用该平台这一事实，可以自信地说，具有工作量证明的共识模型是其运行的主要算法。

为什么选择 PoW？

它的主要优势是 DDoS 攻击保护和矿工拥有的加密货币对挖矿可能性的影响较小。 PoW 对参与者可以采取的行动施加了一定的限制，因为任务解决是费力的。

有效的攻击还需要巨大的高性能硬件和时间投入。 这意味着它是可能的，但由于高额费用而无法盈利。 钱包里有多少钱并不重要。 重要的是你有强大的计算能力来解决任务并产生新的黑钱。

因此，大资本持有者无法为所有网络做决定。

这个算法的缺点是什么？

它的主要问题是：

1.巨额费用；

2.“无用”的计算；

3.“51%攻击”

为了执行复杂的计算，需要专门且昂贵的硬件。 费用不断增长，没有办法控制它们，只有大量矿工才能进行挖矿。

此外，专用计算机耗电量巨大，进一步增加了开支。 结果是系统逐渐集中化，因为这样最有利可图。 而这正是比特币正在发生的事情。

矿工通过在消耗大量电力的同时创建区块来完成他们的工作，但他们执行的计算在他们的来源中是完全无用的。 当然，网络安全是有保障的，但成果不能用于科学或商业。

什么是 51% 攻击？

当单个用户或一组用户控制网络中的大部分权力时，可能会发生 51% 攻击或多数攻击。 这使他们可以控制网络内部发生的事件。 这样做，他们可以垄断新区块的创建并获得所有奖励，因为他们有足够的权力阻止其他矿工完成新区块。 此外，大多数交易都可以取消。

假设玛丽通过区块链向她的朋友安迪汇款。 玛丽参与了 51% 的攻击，而安迪没有。 他们的交易失败了，但攻击者并没有让它通过。 发生的是区块链分叉。

然后，攻击者加入其中一个分支。 随着他们拥有更多的计算能力，他们的链包含更多的块。

网络接受较长的链，而忽略较短的链。 也就是说，玛丽和安迪之间的交易从未发生过，安迪也没有收到这笔钱。 犯罪分子可以通过这种方式取消交易。

尽管如此，51% 的攻击无疑是有利可图的。 它需要巨大的计算能力。 此外比特币采用了工作量证明比特币采用了工作量证明，在事实公开后，网络受到损害，用户开始离开它。 反过来，这个过程肯定会降低加密货币的价格。