什么是光学工作量证明算法，什么是工作量证明机制

比特币从出现开始就一直充满了争议，最近最令人关注的热点就是比特币中的光学工作量证明算法，比特大陆及其控制的矿池控制了比特网络53%的算力，这难道不是致命的问题吗?下面小编就来给大家分析分析这个问题。

无独有偶，近日PoWx基金会的开发人员把“矛头”指向了比特大陆，他们认为比特大陆生产的挖矿硬件占到了市场的50-80%，对整个比特币网络造成了巨大的负面影响。在这种背景下，PoWx基金会呼吁比特币社区能够改变比特币挖矿算法。

在一批比特币终身开发人员的支持下，非盈利基金会PoWx本周推出了一项全新的工作量证明算法，旨在替代现有的比特币网络交易验证协议。PoWx主张比特币采用一种被称为“光学”(optical)工作量证明的新技术，它可以利用一种更节能的激光技术作为挖矿的基础。

根据PoWx团队的说法，如果这种新挖矿算法得以实施，将会给比特币带来两大改进：

第一，对于那些生产芯片的初创公司来说，进入加密行业的门槛将会降低，从而增强了比特币网络的多中心化特点;

第二，能够降低比特币挖矿能耗(据估计，目前比特币挖矿耗电量占到全球电力消耗的0.15%)。

新的挖矿算法能够普及吗?答案是待定。如果“光学工作量证明“成为正式提案，意味着未来每个比特币用户都需要更新软件。如果该提案遭到大量用户反对，甚至可能导致比特币被分成两种不同的加密货币，类似的情况已经在比特币现金身上发生过——由于对项目技术方向产生分歧，导致比特币出现了分叉币。

从上面的内容大家也可以知道，比特币的投资者想要真正的了解光学工作量证明算法，还是一个非常艰难的过程，而且，由于比特币是一个权力下放的系统，用户意见可以发挥决定性作用。

什么是工作量证明

工作量证明(Proof Of Work，简称POW)，简单理解就是一份证明，用来确认你做过一定量的工作。监测工作的整个过程通常是极为低效的，而通过对工作的结果进行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态搏证、驾驶证等等，也是通过检验结果的方式（通过相关的考试）所取得的证明。权益证明机制POW是达成共识的一种方式，不过他不是唯一的方式，还可以有其他的方式让各个节点达成共识，例如POS。POS不同于POW之处在于，在POS系统上挖矿是以货币持有数量为基础，换句话说，在POS的情况下，一个人拥有虚拟货币的5%和在比特币系统上拥有系统5%的算力的效果是一样的。工作量证明的基本原理工作量证明系统主要特征是客户端需要做一定难度的工作得出一个结果，验证方却很容易通过结果来检查出客户端是不是做了相应的工作。这种方案的一个核心特征是不对称性：工作对于请求方是适中的，对于验证方则是易于验证的。它与验证码不同，验证码的设计出发点是易于被人类解决而不易被计算机解决。下图表示的是工作量证明的流程：举个例子，给定的一个基本的字符串"Hello, world!"，我们给出的工作量要求是，可以在这个字符串后面添加一个叫做nonce的整数值，对变更后（添加nonce)的字符串进行SHA256哈希运算，如果得到的哈希结果（以16进制的形式表示）是以"0000"开头的，则验证通过。为了达到这个工作量证明的目标。我们需要不停的递增nonce值，对得到的新字符串进行SHA256哈希运算。按照这个规则，我们需要经过4251次计算才能找到恰好前4位为0的哈希散列。.工作量证明的过程 我们可以把帆逗祥比特币矿工解这道工作量证明迷题的步骤大致归纳如下： 生成Coinbase交易，并与其他所有准备打包进区块的交易组成交易列表，通过Merkle Tree算法生成Merkle Root Hash 把Merkle Root Hash及其他相关字段组装成区块头，将区块头的80字节数据（Block Header）作为工作量证明的输入 不停指大的变更区块头中的随机数即nonce的数值，并对每次变更后的的区块头做双重SHA256运算（即SHA256(SHA256(Block_Header))），将结果值与当前网络的目标值做对比，如果小于目标值，则解题成功，工作量证明完成。 该过程可以用下图表示：比特币的工作量证明，就是我们俗称“挖矿”所做的主要工作。理解工作量证明机制，将为我们进一步理解比特币区块链的共识机制奠定基础。

什么是工作量证明

工作证明(Proof Of Work，简称POW)，顾名思义，即工作量的证明。通常来说只能从结果证明，因为监测工作过程通常是繁琐与低效的。比特币在Block的生成过程中使用了POW机制，一个符合要求的Block Hash由N个前导零构成，零的个数取决于网络的难度值。要得到合理的Block Hash需要经过大量尝试计算，计算时间取决于机器的哈希运算速度。当某个节点提供出一个合理的Block Hash值，说明该节点确实经过了大量的尝试计算，当然，并不能得出计算次数的绝对值，因为寻找合理hash是一个概率事件。当节点拥有占全网n%的算力时，该节点即有n/100的概率找到Block Hash。工作证明机制看似很神秘，其实在社会迹渗中的应用非常广泛。例如，毕业证、学位证姿握脊等证书皮樱，就是工作证明.

什么是工作量证明？

在区块链里很重要一个概念就是工作量证明，英文全称为Proof of Work，缩写为POW。相信很多人刚接触到这个概念的时候都很费解，“ 咦，工作量证明？意思是要证明我做了多少工作吗？ ”；我更相信很多投资比特币或者被一些所谓的“ 可以一夜暴富 ”的“ 新型数字货币 ”所忽悠的投资人，对这个概念更加“ 耳熟能详 ”，因为他们听到太多那些“货币”宣称自己有更安全的算法、更可靠的工作量证明机制。 因为听得多，似乎很懂，但就是不真正理解它，这种认知上的不对称，往往是传销币等妖物有机可趁的主要原因。 之前给大家介绍“拜占庭将军问题”的时候，提到过拜占庭将军解决的主要是多个节点之间如何取得共识的问题（如果你忘了当时的故事背景是怎样，那再去好好翻翻之前的课程吧），但是并没有深入介绍如何进行共识。如何进行共识，是区块链里最关键的一个问题，也是被讨论得最多的一个，在区块链诞生之前，分布式系统领域里对共识算法就有很多研究，但是这里并不打算展开了。 1、工作量证明真的是用来证明你做了多少工作 其实，正如本文第一段提到的，很多人刚开始理解的那个概念，“工作量证明主要用来证明一个人做了多少工作”，基本是正确的，计算机领域并不是只有一些生涩的概念的，这个概念通俗易懂，反倒让我们困惑了。 还是要回到拜占庭将军问题的故事场景，在那个故事里，我们应该信任谁，谁能担此大任成为那个英雄卓绝的将军呢？ 可能因为城邦之间信息在不断传输，传输量太大，每个城邦的将军都王婆卖瓜，自卖自夸，到底该信任谁，基本上很难区分。细心的朋友可以好好发挥一下想象力。其实，有种最简单粗暴的方法： 看谁最聪明！谁最聪明，我们就相信谁。 谁最聪明这个问题其实太主观了，没办法，只能拿实力说话。就像我们经历过无数的考试一样——来，将军们，大家做道题吧，解答准确且最快的人胜出。 于是，智多星旁白：请听题儿， 请问在一个值比如123456789，后面追加一个5位随机数，请找到一个随机数，使得所计算的哈希值前5位都是0。 将军们千万不要懵逼，你不知道并不代表别人不知道，于是那个最聪明的将军快速的算了出来，并 写上自己的名字 ，交了试卷。老师一验证，完全正确，于是选出他作为那个拜占庭将军，号令群雄。 如果你不知道哈希算法，请回去复习之前咐余的课程。另外，这里提醒一点，将军必须写上自己的名字表明是自己算对的这道题，这在区块链里也很重要，它表示签名表明自己胜出，最后还能获得奖励哟。 以上介绍的这个有的意思的过程，就是所谓的工作量证明。 2、怎么理解挖矿，矿机，矿池？ 工作量证明最常见是在比特币里，当大家还不太理解这个玩意儿的时候，已经很多地方见到“挖矿”“矿机”这些宣传字眼了，那个时候我们根本不能理解的是，在电脑里面怎么挖矿？脑洞完全打不开啊。我也困惑了很久，当在淘宝上看到有人卖矿机的时候，我一脸鄙夷，说这一定是忽悠。 很多时候鄙视其实更多是自己不理解造成的，直到它长成庞然大物，直到罗胖提到的“旁边有个物种坐了起来”，才发现我们理解地似乎有点晚了。即便如此，我们不能因此放弃对一个新鲜事物的认识呀。 所谓挖矿，其实就是计算机对上面提到的工作量证明进行的一个运算过程。大家或许会奇怪，将军算题这么高大上的一个比喻到了这里怎么变成挖矿这么苦逼的一个概念呢？其实，拜占庭将军只是以一种有趣的方式描述了故事背景，及工作量证明的一些细节，而挖矿更贴近区块链里工作量证明的一个过程——因为，确实很苦逼！ 其实，上面提到的“智多星”或者“老师”，就是那个神秘人物中本聪，比特币的发明人（或组织）。中本聪出的这道难题说白了就是一个傻瓜式地，只能吭哧吭哧，老老衡正滚实实地，从1,2,3...n不断尝试计算的一个计算题，也即密码学里提到的 暴力破解 的概念。这种计算过程，枯燥乏味，耗费精力时间，这么苦逼，用“挖矿”形容最好不过了。而这个“矿”就是比特币，一种如黄金般稀缺的玩意儿。 但是我们不要忘了，这种机械化的计算是计算机最擅长的事儿了，于是所有的都交给计算机吧，这才有了“矿机”的概念。随着技术的发展，大家发现，计算机功能太强大，完全没有必要全部用来进行这种清升计算，于是不断精简，将挖矿算法集成到一些芯片里，不仅节省能源，而且算得更快。这就有了CPU挖矿，GPU挖矿，FPGA挖矿，ASIC挖矿等这类说法。 而矿池的出现，是随着比特币数量的总数限制，以及四年减半的硬性要求，挖矿到后期竞争越来越激烈，挖到比特币的难度越来越大，于是只能抱团并肩作战，这个团体就叫做“矿池”。有矿机的人可以选择加入某个矿池，矿池集合所有矿机的力量，进行类似上面算术难题的计算；在计算时，将随机数号码段进行分配，不同号码段交给不同的矿机计算，于是计算的效率大大提升，这样便可以集合作战，共享收益。 其实上面介绍的一些概念都非常初级，目的还是希望很多没有相关基础的人都能搞懂，只有把这些最基本的概念都理解了，走到后面才更容易，不是吗？