本文将为您提供工作证明的入门指南。您将了解工作证明的必要性、工作证明与权益证明的区别等。.
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- 什么是工作证明？
- 我们为什么需要 PoW？
- 什么是双重开支？
- PoW 如何工作？
- 工作证明与权益证明
- 结论
- 常见问题
什么是工作证明？
工作证明（简称 PoW）是一种所谓的共识机制（也称为 共识算法)中使用的 加密货币. .它的作用是防止 双倍. .工作证明通常被称为加密货币的分类账安全方法。.
作为有史以来第一种共识算法，"工作量证明 "仍被认为是其他共识算法中最主要的一种。. 中本聪, ，...... 比特币 的创造者，早在 2008 年就推出了 PoW。但实际上，使 PoW 成为可能的技术早已为人所知 之前.
加密货币时代之前的 PoW 算法最有名的例子是亚当-巴克（Adam Back）的 HashCash。该算法要求发件人在发送电子邮件之前执行一定量的计算，以此作为减少垃圾邮件数量的工具。对于单个邮件发送者来说，计算能力相对较低，但对于大量发送邮件的人来说，计算能力就会急剧增加。.
为什么需要工作证明？
要回答这个问题，我们首先需要了解 区块链技术 工作。.
在比特币网络中，用户需要系统来确认交易，因为当他们向网络广播他们的交易时，后者并不能立即得到验证状态。交易首先需要成为区块链系统的一部分。由于区块链是一个开放的数据库，每个用户都可以跟踪网络内所有资金的历史记录。最简单的方法就是用记事本查看。.
我的想法是这样的
- 你和另外三个朋友共享同一个记事本；;
- 你们四人用这本记事本记录交易情况，查看每个人花了多少钱；;
- 为了使每笔新交易都有效，在进行交易时，您需要参考之前提供资金的交易；;
- 因此，如果您的一位朋友试图使用相同的资金进行交易，该交易将被视为无效，并将被阻止。.
但问题是，这样的系统只能适用于一小群人，他们彼此认识，在进行交易时可能会达成一致，并将自己的详细资料写在共同的记事本上，使他们的操作完全透明和可追踪。但是，如果你想为一个庞大的在线用户群体，比如说 10,000 人或更多人，做同样的事情，该怎么办呢？在这种情况下，记事本的方法就行不通了，因为没有人会愿意让陌生人来管理交易。.
这就是数字货币网络需要工作证明系统的原因。这种机制可以阻止用户使用他们无权使用的资产。PoW 算法结合了 博弈论 和加密技术，从而让比特币区块链用户严格按照系统更新比特币交易数据。.
PoW 如何工作？
什么是采矿？
要了解 "工作量证明 "的实际运作方式，我们首先要了解什么是挖矿。.
在向区块链添加交易时，不能单独添加，必须将它们集中到区块中。一旦交易出现在网络中，其概念如下：它们必须被添加到某种类型的区块中，这种区块被称为 候选区. .然后，这个候选区块等待验证，以便成为有效区块，换句话说，添加到区块链中。.
创建一个新区块并不是最便宜的过程。它需要一定的资源，即计算能力。或者说是挖矿能力，因为创建区块的人被称为矿工。矿工（使用具有足够 CUP 的现代计算机）要解决一个所谓的计算难题，即：, 散列 块的数据。.
对区块数据进行散列处理是什么意思？它是指通过一个 散列函数 生成区块散列。通过散列函数处理后，一个新的区块将获得其独一无二的代码--一种指纹。这种 “指纹 ”赋予了区块输入数据的独立身份。.
你无法从块散列中提取输入数据。但是，如果你知道输入数据，你就能知道该数据块是否正确。你所需要做的就是通过哈希函数处理输入，并确保输出是相同的。.
工作证明要求数据哈希值符合某些条件。为确保数据哈希值符合条件，您需要通过哈希函数运行数据。如果检查后发现数据不匹配，您只需稍作修改即可。要知道，即使是一个字符的改动也会造成巨大的差异，因此输出结果是完全不可预测的。.
最重要的是，创建区块是一项无法预测的任务。这一切归根结底只是将一些交易与其他关键数据进行散列。你始终需要的是用一段可变数据来补充一个恒定数据集。没有它，你的哈希输出将始终保持不变。.
我们提到的变量数据被称为 子密码. .它是一个每次都会变化的数字，每次都会给你不同的哈希值。这个过程本身就叫做挖矿。.
采矿到底是什么？
- 挖矿是指收集区块链数据并用一个 nonce 对其进行散列的过程，目的是找到一个特定的散列值。当矿工找到符合协议指定条件的哈希值时，他们就有权向网络广播新区块。与此同时，其他网络用户也会更新区块链，加入新的区块。.
不同数字货币在挖矿过程中必须满足的条件各不相同。例如，有些货币的条件极具挑战性。这完全取决于 哈希率 网络的哈希率--哈希率越高，找到有效哈希值就越困难。这都是设计的一部分--如果哈希率低，矿工就会过快地找到币，他们的数量就会迅速增长。.
然而，采矿并非不可能。我们的想法是，它的难度应该适中。否则，其他矿工就没有必要加入。挖矿是一场竞争。每天，矿工们都在相互竞争。矿工们所做的工作最终会得到回报，这也会提高他们继续挖矿的热情。.
正如我们之前提到的，挖矿（即解决数学难题）需要巨大的计算能力。但这还不是全部。众所周知，计算机的运行需要电力。因此，这使得挖矿成为一项电费负担沉重的任务。不过也有好消息--有效的哈希值会得到奖励。这意味着矿工每次找到一个有效的哈希值，就能获得一个区块的奖励，奖励金额为 加密货币.
什么是公钥密码学？
综合上述信息，我们得出以下结论：
- 挖矿需要成本（挖矿硬件+大量电力消耗）
- 矿工找到有效区块可获得区块奖励
- 有了输入数据，区块链用户就可以确保区块是有效的，而无需使用过多的 CPU 功耗。.
但问题是，总会有人想走捷径。在这种情况下，就会有人想尝试欺骗。这可能吗？一个人是否可以创建许多虚假交易，将它们散列到一个区块中，然后再创建一个新的有效区块？从技术上讲，答案是肯定的。但有一种方法可以阻止坏人滥用公共区块链为自己谋利。.
为了确保用户有权使用资金，需要使用一种特殊的加密机制--这就是所谓的公钥加密法。其概念如下：
- 创建交易时，用户必须 签名;
- 签名是公开的，任何用户都可以访问；;
- 其他用户可以将签名与公钥进行比较，如果两者匹配，则交易有效；;
- 用户还可以确定交易创建者是否真的可以使用其资金，以及输出总和是否低于输入总和。.
欲了解更多详情、, 请阅读本文.
网络会删除任何无效的交易区块，从而造成巨大的金钱损失。因此，在区块链网络中作弊的代价确实非常高昂。这就是工作证明（和其他共识机制）背后的真正理念：
- PoW 共识机制使得作弊成本高昂，但另一方面，它也鼓励你诚实行事，并因此获得巨额利润。.
什么是双重消费？
说到 "工作证明"，您应该知道一个基本术语。这个术语就是双重支出。.
A 双倍支出 基本上是指用户试图多次使用的资金。这是数字货币操作的常用术语。原因在于，数字资金与法定货币（即实际存在于物理世界中的货币）不同。毕竟，在某些时候，每个与数字货币打交道的人都不得不承认，数字货币在现实世界中没有任何价值。但同样，由于种种原因，加密货币在过去几年里大行其道，导致了加密货币的繁荣和大量的诈骗手段。其中之一就是双重消费。.
让我们把话说清楚：
- 你不能用实物现金支付两次，但你可以（至少尝试）用同一个数字货币基金进行比特币交易（当然，这是一种欺诈行为）。.
想象一下下面的情况：你买了一杯咖啡并用现金支付。现在，如果你想再买一杯咖啡，你将无法使用同一张一元纸币付款，因为它已被收银员收下并锁在收银机里。您也无法在其他商店使用该钞票，原因如前所述。.
但有了数字货币，你就可以耍这种把戏了。由于数字货币只是一堆 0 和 1（即压缩在文件中的数据），你可以复制这些数据，并通过电子邮件发送给任意多的人。这就是为什么建立防止人们在不同地方使用相同资金的机制如此重要。如果没有这样的机制，重复消费就会毁掉一种货币。.
有关双重开支的更多信息、, 阅读本指南.
工作证明与权益证明
如上所述，工作证明（PoW）并不是唯一的共识算法。在本节指南中，我们将介绍工作证明算法的潜在对手--PoW。 股权证明.
什么是权益证明？
权益证明是另一种流行的共识机制，可以验证交易并达成共识。但 PoS 采用的方法与 PoW 完全不同。与 "工作量证明 "不同，"权益证明 "是虚拟的。.
这意味着，PoW 需要大量计算能力来执行 CPU 成本函数（或解决计算难题），而 PoS 的主要特点是使用验证器。验证器会锁定赌注以防止作弊。之后，验证者需要决定下一个要添加到链上的区块是什么。然后，他们对选定的区块下注。如果区块出现在链上，验证者就会获得与全部赌注成比例的奖励。.
PoS 比 PoW 更好吗？
权益证明尚未完全集成到加密区块链中。其中，以太坊网络率先做到了这一点。以太坊社区正期待着在不久的将来从 "工作证明 "转变为 "权益证明"。原因是 "工作证明 "太耗电--CPU 定价功能比 PoS 交易验证需要更多的挖矿电力。加入矿池的矿工越多，需要的电力就越多。.
全球许多人都在为这些耗电量而担忧。因此，以太坊区块链希望利用 "权益证明"（Proof of Stake）机制来寻求更环保的解决方案。.
工作证明与权益证明竞争的另一个要点是速度（每秒交易次数）。使用 "权益证明"，用户只需几秒钟就能发送和接收资金，而 "工作证明 "则需要更长的时间。顺便提一下，后一个因素也会影响加密网络内交易费用的增长。.
最后，还有一个安全问题。权益证明比工作证明更安全吗？答案是肯定的。得益于 CASPER 协议，PoS 有可能比 PoW 更安全。更重要的是，黑客对基于 PoS 的系统的攻击将变得更加昂贵，从而更加罕见。.
结论
在过去，工作量证明（PoW）是检测 双倍 内 比特币 区块链。结合密码学、, 哈希函数, 从博弈论的角度来看，PoW 可以使分散式网络的运行更加安全，从而创建一个稳定的基于共识的分布式系统。.
常见问题
什么是工作证明协议？
工作证明（PoW）协议是一种在去中心化加密货币系统中验证交易的机制。有了 "工作量证明"，就不可能出现重复消费的情况--这是一种将同一笔资金用于多项交易的欺诈手法。.
权益证明（Proof of Stake）和工作证明（Proof of Work）有什么区别？
这两种最流行的共识协议有两个主要区别。第一个区别是，"权益证明 "采用了一种更节能的方法，而 "工作证明 "则需要大量电能才能运行。第二个区别是，由于 CASPER 协议和黑客攻击成本的增加，"权益证明 "可能更安全。.
你说的 “数学难题 ”是什么意思？”
解决 “数学难题 ”就是加密货币的挖矿过程。世界各地的矿工使用昂贵的计算设备，消耗大量电力，通过处理大量数据来 “挖掘 ”比特币（和其他加密货币），以创建新单位并将其添加到区块链中。.
什么是 PoW 令牌？
PoW 令牌是一种 “货币”，在许多应用程序（如电子邮件）中被用作一种伪支付形式。如果一封电子邮件附有 PoW 令牌，就意味着这封邮件没有垃圾邮件。PoW 令牌还可用于可重复使用的工作量证明（Reusable Proof of Work）。因此，从技术上讲，PoW 令牌是反垃圾邮件系统的组成部分。.