元宇宙的宝儿姐

随着 2021 年加密货币的兴起，比特币网络变得越来越强大。随着越来越多的个人和机构继续采用比特币，去中心化应用程序继续公开，越来越多的人......

随着 2021 年加密货币的兴起，比特币的遗产越来越强大。随着机构继续投资比特币，以及去中心化应用程序继续进入公众手中，越来越多的人想知道这些新技术是如何运作的。最终，如果好奇的加密用户遇到挖矿，用户很可能会遇到工作量证明 (PoW) 和权益证明 (PoS) 一词。

让我们看看这种共识机制是如何首先出现的，以便更好地了解加密货币的整体情况。

工作量证明简史

工作量证明源于电子邮件技术。垃圾邮件在 1990 年代初期很常见，两位学者 Cynthia Dwork 和 Moni Naor 在此期间发表了一篇关于如何阻止这种垃圾邮件的论文。1992 年，密码学已经被用于文档中的区块链。然而，仅在 2004 年，通过开发令牌完成了开创性的工作，允许用户在合法服务器中一致地验证每个令牌。

在 2008 年金融危机的刺激下，匿名比特币创始人中本聪使用多种技术创建了我们现在在加密货币中称为工作证明的共识机制。如今，工作量证明已在比特币、莱特币、以太坊和狗狗币等网络上实施。它仍然被认为是当今最安全且经过时间考验的共识算法，尽管用于去中心化应用程序的新协议正在试验替代共识机制，例如权益证明 (PoS)、委托权益证明 ( dPoS)，以及其他融合了工作量证明和权益证明的实验算法。

什么是工作量证明？

比特币和其他网络在所谓的工作证明 (PoW) 共识机制上运行。共识机制允许整个系统就网络的当前状态达成一致，并需要充当交易验证者的矿工以及执行共识规则的各个节点的参与。至关重要的是，每个节点都拥有完全相同的账本副本并执行相同的共识规则，以便“达成共识”。

如果一个计算机节点具有一个版本的比特币协议，而另一个节点运行的比特币版本略有不同，则网络不兼容。由于比特币和其他区块链协议的功能是将每笔交易永久记录在数字分类账上，因此对于数字分类账的功能有不同的“共识”将使功能没有意义。简而言之，每台计算机都必须“达成共识”才能使区块链有效。

去中心化的主要因素之一是不受中央权威的约束，因为管理任何区块链项目的法律都必须遵守数学和代码。另一种选择是一个集中的权威，它决定协议的运行方式。当然，缺点是实体可以滥用其对系统的权力。因此，共识算法是实现功能可行但信任最小化系统的关键要素之一。

作为一种安全机制，PoW 还使用能量和计算来保护网络免受攻击。PoW 使用密码学、哈希和复杂的谜题来确保数字账本永远不可更改。要改变区块链，必须拥有强大的计算能力和硬件来解决超凡脱俗的算法。这就是工作量证明区块链网络如此安全的原因。

采矿和工作证明

在加密货币中，采矿和工作量证明已成为同义词。原因很容易理解：PoW 是指通过消耗能量完成的证明工作。反过来，矿工分享比特币区块奖励，这通常被称为“挖矿比特币”。

在早期，挖比特币要容易得多，因为没有很多人挖比特币、莱特币、以太坊等。竞争不那么激烈，因为创建的区块不多。区块是交易数据永久记录在区块链上的地方。挖一个区块是指找到数学问题的解决方案，矿工获得区块奖励和挖矿交易费用。每 2,016 个区块，比特币挖矿难度会根据可用矿工的数量向上或向下调整。因此，每个区块的平均时间总是大约 10 分钟。

在过去，你可以运行任何旧 PC 来挖掘比特币。多年来，采矿难度增加到您需要 GPU 或称为 ASIC 的专用机器来采矿的地方。现在你的情况是，整个采矿场都是为了在开采比特币方面具有竞争力而建造的。除非你拥有大量资源和廉价能源，否则开采比特币不一定是有利可图的。

长话短说，采矿工作就是这样。假设我想让你猜数字 1-20。容易，对吧？我们小时候都玩过这个游戏。但假设我想让你猜一个介于 1 到 10 亿之间的数字。有点难。现在，我想让你猜一个由 16 个符号组成的 64 位字符串，从 1 到 10 和字母 AG。你可能需要 3000 IQ 或一台非常强大的机器才能猜出我在想数据字符串 1eF32a0a026bb49……等等。

如果你的超千兆大脑猜对了，恭喜。你已经“证明了工作”。这就是为什么工作量证明在这么长时间内是可靠的，并且仍然有有效的证据来支持它。你需要巨大的计算能力才能远程控制或破解网络，因为所有的加密工作都在网络上完成。这项任务需要付出巨大的努力。

工作量证明与权益证明

尽管主流媒体夸大了产生工作量证明所需的电力输出，但比特币挖矿仍然需要大量能源。比特币消耗了世界能源输出的 0.5%，与拉斯维加斯这样的大城市一样多，尽管它的支持者声称大部分哈希值来自可再生能源或搁浅的能源。另一个对工作量证明的流行批评指出，共识算法有利于拥有更多资源的矿工，因为那些拥有大量现金的人可以购买装满挖矿工具和挖矿密码的整栋建筑物。相比之下，Proof-of-Stake，验证区块的协议机会与您欠的货币数量成正比。因此，您需要一个基线级别的资源，即您需要“质押”多少加密货币来“证明”或验证网络，加上硬件要求。验证者节点上的权益证明功能不是挖矿，而是由验证网络的用户运行。

但是，股权证明有助于解决其他问题，例如区块链被超越。在 PoS 中，如果突然一群人联合起来接管 51% 的网络，或者甚至一个强大的个人购买了协议一半以上的股份，那么网络就会受到损害。从理论上讲，这可能是可能的，但在实践中执行起来是不切实际的。尽管如此，由于这个问题和其他问题，未来的一些协议可能会选择使用工作量证明和权益证明的混合。