什么是POW（工作证明）？

工作证明（POW）通过要求矿工解决复杂的计算以验证交易并在区块链上增加区块，从而获得比特币之类的加密货币，从而获得奖励；但是，它的高能耗推动了对诸如二手证明的替代方案的研究。

2025/03/14 05:40

要点：

• 工作证明（POW）是许多加密货币中使用的共识机制，最著名的是比特币。
• POW要求矿工解决复杂的计算问题，以验证交易并在区块链中添加新的区块。
• 第一个解决问题的矿工会添加块并获得加密货币的奖励。
• POW旨在安全且能够抵抗攻击，但也是能源密集型的。
• 诸如验证证明（POS）之类的替代共识机制正在出现，以解决POW的能源消耗问题。

什么是POW（工作证明）？

工作证明（POW）是一种基本的加密共识机制，它构成了许多突出的加密货币（最著名的比特币）的安全性和功能。 POW的核心是一个系统，参与者（称为矿工）竞争解决计算密集的加密难题。第一个成功解决难题的矿工将在所有交易中按时间顺序排列且可公开访问的分类帐添加下一个经过验证的交易。此过程确保区块链的完整性和不变性。

工作证明中的“工作”是指解决这些复杂数学问题所需的重要计算能力。这些问题的目的是难以解决，但易于验证。矿工找到解决方案后，网络中的其他参与者可以快速验证其有效性，从而确保新添加的块的完整性。

POW如何保护区块链？

网络可以动态调整解决POW难题的困难，以保持一致的块生成时间。这意味着，随着越来越多的矿工加入网络及其计算能力的增加，难题的难度会按比例增加。这样可以防止任何单个实体或组获得对网络的控制并操纵区块链。

所需的庞大计算能力也是对恶意演员的威慑。要成功改变过去的交易或创建欺诈性块，攻击者需要控制网络哈希功率的一半以上，这对于大多数攻击而言，这一壮举实际上是不可行的，鉴于网络的分布式性质。

矿工的奖励是什么？

成功解决POW难题的矿工将获得新铸造的加密货币和交易费用。奖励是矿工参与网络并保持其安全性的至关重要的激励。奖励时间表通常是在加密货币协议中预定的，并且随着时间的推移逐渐减少，这是许多POW系统设计中的。这有助于管理加密货币的整体供应。

交易费用由发送交易并包含在矿工添加到区块链的区块中的用户支付。这激励矿工以较高的费用优先考虑交易，以确保有效处理交易。

POW的缺点是什么？

尽管POW在确保区块链方面有效，但POW仍有很大的缺点。最突出的是其高能消耗。矿工要求的巨大计算能力转化为相当多的用电，引起了环境问题。这是加密货币社区中辩论和研究的关键领域。

另一个限制是POW的可伸缩性。随着网络的增长和计算难度的增加，验证交易所需的成本和时间也会增加。这可能导致交易速度较慢和较高的交易费用，从而限制了系统的可扩展性。这尤其重要，因为每天处理的交易数量继续增加。

战俘的替代方案是什么？

由于与POW相关的环境问题和可伸缩性问题，替代共识机制正在受到关注。风险证明（POS）是最突出的选择之一。与其要求矿工消耗计算能力，不如根据其持有的加密货币选择POS验证器。这大大降低了能耗并提高可扩展性。

逐步理解POW指南：

• 事务启动：用户启动交易，该交易已广播到网络。
• 交易验证：矿工通过检查其数字签名并确保发件人有足够的资金来收到交易并验证其有效性。
• 块创建：经过验证的交易分为一个块。
• 解决方案拼图：矿工竞争解决与块数据相关的复杂加密拼图。
• 块增加：第一个解决难题的矿工会将区块添加到区块链中并获得奖励。
• 区块传播：新块在整个网络中繁殖，更新了所有参与者的区块链副本。

常见问题：

问：POW对环境友好吗？答：不，POW是能源密集型的，并且由于矿工消耗的大量电力而引起了重大的环境问题。

问：如何调整功率的难度？答：基于当前的哈希功率和所需的块生成时间，网络会动态调整难度。如果网络的哈希功率增加，那么难以维持一致的块生成率。

问：POW的未来是什么？答：POW的未来是不确定的。尽管它仍然是一种安全且广泛使用的共识机制，但对能耗和可伸缩性的担忧正在推动POS等替代机制的发展和采用。

问：除了POW和POS，还有其他共识机制吗？答：是的，还有其他几种共识机制，包括授权证明（POA），创业证明（POH）和有委托的股份证明（DPO），每个（DPOS）都有其自己的优点和劣势。

问：POW如何促进权力下放？答：POW的分布式性质使任何单一实体都难以控制网络，从而导致其权力下放。攻击网络所需的计算努力是防止操纵的障碍。