工作量证明挖矿 挖矿工作证明有什么用

一、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？

二、什么是工作量证明(PoW)

工作量证明（PoW）是一种共识算法机制，用于解决双花问题，确保加密货币交易的安全性和可靠性。

一、工作量证明的定义

工作量证明（Proof of Work，简称PoW）是一种通过执行一定量的计算工作来解决特定问题，并以此作为获得某种权益或确认交易有效性的证明方式。在加密货币领域，工作量证明被广泛应用于比特币等区块链项目中，作为共识算法的核心机制。

二、工作量证明的背景与起源起源：工作量证明的概念最早并非由比特币创始人中本聪提出，但中本聪在2008年发布的比特币白皮书中首次将其应用于加密货币领域，作为解决双花问题的关键机制。早期示例：在加密货币问世之前，亚当·贝克的HashCash就是工作量证明算法的早期示例，它要求发件方在电子邮件发送前执行少量计算，以此缓解垃圾邮件问题。三、双花问题与工作量证明的必要性双花问题：同一笔资金多次使用就会发生双花问题。在数字货币领域，由于货币只是数据形式，因此需要提防他人进行复制并在其他地方支付同一笔货币，否则货币体系将崩溃。必要性：区块链作为所有用户可见的庞大数据库，需要一种机制来确保用户不得支付其无权动用的资金。工作量证明算法结合博弈论和密码学，根据系统规则，让所有人都能更新区块链，从而解决双花问题。四、工作量证明的工作原理创建区块：用户在网络中发布交易，创建区块的用户（矿工）随后会把交易计入候选区块。只有候选区块成为确认区块，交易才生效。哈希运算：矿工使用各自的算力进行哈希运算区块数据，直至找到符合特定条件的哈希值。哈希运算是指将数据带入哈希函数，从而生成区块哈希值，该值对于每个区块来说都独一无二。随机数：由于数据集不变，矿工需添加一个变量信息（随机数）来生成不同的哈希值。通过不断尝试改变随机数，矿工可以寻找符合协议设定条件的哈希值。发布与验证：一旦矿工找到有效的哈希值，即可在网络中发布新区块。其他网络参与者可更新自己的区块链，纳入新区块。同时，不挖矿的用户也能通过验证输入数据和哈希值来确认区块的有效性。五、工作量证明的特点与优势高昂的挖矿成本：挖矿需要耗费大量计算时间和电力资源，这增加了作弊的难度和成本。奖励机制：生成有效区块的矿工可获得协议奖励的加密货币，这激励了矿工参与挖矿活动。安全性：工作量证明通过确保作假成本高昂、诚实操作获利颇丰的机制，有效防止了欺诈行为。去中心化：工作量证明机制不依赖于中心化实体来预防重复花费同一笔资金，实现了去中心化的金融数据库追踪。六、工作量证明与权益证明的对比权益证明（PoS）：另一种共识算法，通过锁定质押（预定数量的区块链原生货币）来选取验证者提议或铸造区块。权益证明减少了碳足迹和电力消耗，但尚未在大型区块链中获得广泛采用。对比：尽管权益证明在环保方面具有优势，但工作量证明在过去十多年里已自证为唯一获得大规模使用的共识算法，为价值数万亿美元的交易安全保驾护航。权益证明在安全性上能否与工作量证明相媲美，仍需在实际操作中获得充分测试。七、总结

工作量证明作为双花问题的初始解决方案，其可靠性和安全性已得到验证。比特币等加密货币的成功应用证明了去中心化环境中的参与者通过巧妙运用密码学、哈希函数以及博弈论就能步调一致地追踪金融数据库的状态，确保交易的安全性和可靠性。

以上是对工作量证明（PoW）的详细解释。

三、挖矿挣钱是什么原理

挖矿就是指用比特币挖矿机获得比特币，也就是用于赚取比特币的计算机。

挖矿的原理：

1、只要有一台能接入互联网的计算机，从比特币网站下载比特币程序，首次运行会产生一个数字账号，然后保持运行，这个程序就会一直不停地计算上一系列“数学题”，当你成功地计算完“一道数学题”之后，就有可能得到一定数量的比特币。

2、比特币是一个P2P的网络。要保持这个网络维持运行，就需要保持有人在线上传分享数据给他人，比特币网络需要有人贡献电脑的资源用来计算来保证比特币网络的运行，于是比特币就设计成谁贡献算力用来保持比特币网络的运行谁就能得到这个网络给付给他的费用——比特币。

拓展资料：挖矿的安全机制：

挖矿创造了一种等同于彩票的竞争机制，向块链连续添加新的交易区块对任何人来说都是非常困难的。这一机制可以防止任何个体获得能够冻结某些交易的能力，从而确保了网络的中立性。这一机制也可以防止任何个体替换一部分块链来降低他们自己的花费。

注意事项：

1、最好是自己DIY矿机，从采购配件到组装，再到挖矿软件，每一个环节都亲自去学习，去专注，去实践，逐步去理解区块链。

2、挖矿其实是一个定投的过程：不管币价的高低，每天都会增加一定量的仓位。

3、用来存储比特币的比特币钱包使用了军用级别的加密方式，使得黑客无法轻松盗取。比特币钱包还让用户设定两个密码，一个公用账户密码和一个私人密码。公用账户密码的用户在于让用户接收比特币。而如果用户想要从账户中提取或是转移比特币，就需要使用私人密码。