轻松学习区块链5 - 工作量证明POW

MiniBC区块链V004 - 工作量证明POW

共识算法

在整个区块链工作过程中，会有很多的机器加入其中，每一台机器成为一个节点，它们互相协作，来共同维护区块链的安全和数据的一致。其中，生成新的区块就是一项很重要的工作。因为新的区块里面包含很多新产生的重要数据，比如交易信息等。为了让这项工作有序和可控，通常会在所有节点上通过竞争选出一个节点，由这个胜出的节点负责打包新产生的数据，并通知和传播给其它节点。

通过竞争选择优胜者的机制称为共识算法，目前主流加密货币引入了很多共识算法，比如pow, pos, dpos, pbft等等。象比特币就是采用了pow算法，也就是工作量证明。

工作量证明

工作量证明 (Proof Of Work，简称POW)，就是用来确认你做过一定量的工作的一份证明。通常，监测工作过程是极为低效的，而通过对工作的结果的认证来证明完成了相应的工作量，则是一种非常高效的方式。比如现实生活中的毕业证、驾驶证等，也是通过检验结果的方式（通过相关的考试）所取得的证明。

区块链的工作量证明，就是由系统给出一个难题，让节点们各自通过计算来解决这个难题。凡是声称解决难题的节点，都要把自己的答案交由其它节点进行验证，最终选出优胜者，由它来负责生成新的区块。为什么节点有动力耗费自己的资源去解决难题呢？因为新区块的生成者有一定的奖励，这就是比特币中所说的挖矿。在区块链中，网络的一些参与者（矿工）努力维持网络，向其添加新区块，并获得对其工作的奖励。正是由于他们的工作，区块以安全和及时的方式被整合到区块链中，保持了整个区块链数据库的稳定性和连续性。

另外，工作量证明算法必须满足要求：完成工作很难，但验证证明很容易。证明通常会交给其他人，因此对他们来说，验证它不应该花费太多时间。

我们要实现的工作量证明算法与比特币的算法相同，就是给定一个256位的大数字target（称为难度目标），节点们通过变化新区块Block中成员Nonce的数值，使得Block的hash值小于或者等于难度目标target。

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