工作量證明

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什麼是工作量證明?

始於1993年,工作量證明的概念出現並發展,即:為了防止分佈式拒絕服務攻擊和其他服務的濫用,例如垃圾郵件,來要求用戶做一些工作,這個過程通常意味著需要計算機的處理時間。

在2009年,比特幣引入了一種新穎的方式:利用工作量證明作為共識算法來驗證交易並向區塊鏈廣播新塊。現在它已經擴展到許多加密貨幣中,成為了廣泛使用的共識算法。


它是如何工作的?

簡單來說,網絡中的礦工會在解決複雜的計算難題時相互競爭。這些難題很難解決, 但是其答案很容易被驗證是否正確。一旦礦工找到了(某區塊)難題的解,他們就能將該區塊廣播到網絡,然後所有其他礦工將驗證該答案是否正確。


讓我們舉個例子。

比特幣是一個基於區塊鏈的系統,由分散的節點集體維護。其中一些節點被稱之為礦工,負責將新區塊添加到區塊鏈中。為了達到這一目的,礦工們需要嘗試猜測一個隨機數(nonce)。當該數與區塊中包含的數據組合併代入到散列函數計算後,結果必須符合給定的條件,比如以四個零開始的計算結果。當找到與條件相符的結果後,其他節點將驗證結果的有效性,並且礦工節點將獲得該區塊獎勵。

因此,在沒有找到有效的隨機數情解的情況下,新的區塊不可能被添加到主鏈中,而有效的隨機數又生成特定區塊的解(稱為塊散列)。每個經過驗證的區塊都包含一個塊散列代表礦工所做的工作,這就是為什麼這種方法被稱為工作量證明。

工作量證明有助於保護網絡免受各種不同的攻擊。一次成功的攻擊非常低效,因為它需要大量的算力以及時間來進行計算,這產生的成本會大於攻擊網絡的潛在回報。

工作量證明的一個問題是挖礦需要耗費大量功率的昂貴計算機硬件,這些複雜的算法保證了網絡的安全性,然而這些計算過程和結果離開了網絡將毫無意義。

雖然工作證明量可能不是最有效的解決方案,但它仍然是在區塊鍊網絡中達成共識的最流行方法之一。雖然現在已經有很多嘗試解決該問題的替代方法,但只有時間才能告訴我們工作證明量的繼任者是誰。

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