【硬塞科技字典】什麼是工作量證明(PoW)?

挖礦過程中,採用了一種稱為工作量證明機制(Proof-of-Work,PoW),以此來確認交易與避免雙重支付(也稱雙重花費,簡稱雙花)。
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在區塊鏈的架構中,如何避免有人惡意竄改帳本? 挖礦 過程中,採用了一種稱為 工作量證明機制(Proof-of-Work,PoW),以此來確認交易與避免雙重支付(也稱雙重花費,簡稱雙花)。

也就是說如果兩個礦工同時解開了題目,那大家應該相信誰的呢? 之前提到說,挖礦過程就像讓全網礦工互相競爭去計算一道數學題,誰先算出答案,可以向所有礦工(節點)廣播一聲「我成功了!」。

但假設有兩個礦工向所有節點大喊一聲「我成功了!」的內容不一樣,就會導致後面礦工的區塊數據也會不一樣,之後即使解題得出的結果雖不一樣但都是正確解答,只是區塊不同而已。

於是區塊鏈在這個時刻出現了兩個都滿足要求的不同區塊,不過不同的礦工看到這兩個區塊是有先後順序的,通常礦工們會把自己先看到的區塊複製過來,在這區塊之上繼續新的挖礦工作。

在區塊鏈系統中, 工作量證明機制和最長鏈機制 都是共識演算法中關鍵的一環。工作量證明可以簡單理解為透過成果來證明完成多少相應的工作量,但什麼是最長鏈機制呢?

分岔 的區塊起,由於不同的礦工跟從了不同的區塊,在分岔出來的兩條不同鏈上「算力」是有差別的,換句話說就是這兩條鏈上的「礦工數不同」。 由於解題能力和礦工的數量呈正比,因此這兩條鏈的增長速度也是不一樣的。

一段時間後,其中一條鏈必定會超過另外一條,當礦工發現全網中有一條更長的鏈時,它就會拋棄它當前的鏈,把新的更長的鏈複製過來,在這條鏈的基礎上繼續挖礦。

當所有礦工都這樣操作,這條鏈就成為了主鏈,分岔出來的鏈被拋棄掉後就消失了。最終只有一條鏈會被保留下來,成為真正的帳本。其他都是無效的,所以保證整個區塊鏈的唯一性與安全。

比特幣系統的工作量證明共識機制演算法採用了 SHA-256 安全雜湊演算法 運算 Hash 值,透過讓礦工進行大量的窮舉運算,只要能解題成功,就代表工作量證明完成。主要的規則如下:

1、 一段時間內(以比特幣區塊鏈為例,約 10 分鐘左右,其他區塊鏈系統並不一定相同)只有一個節點可以記 (此帳為區塊鏈這個大帳本)成功。
2、 通過工作量證明競爭獲得唯一記帳權。
3、 其他節點複製記 (每個節點擁有自己的記帳複本)結果。

所以挖礦聽起來像是個體力活,但是要先搞懂這些規則,那可是十足的腦力活喔!

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