《比特币白皮书》
作者：中本聪丨版源：巴比特译本
B-0015
章节4 工作量证明（Proof-of-Work）
这一章对于我个人而言，我认为是最具有区块链精神的，即机制制衡，诚实多数。而且也堪称是让人荡气回肠（没错，真的是这个词可堪形容）。
之前看到很多类似的科普文章把工作量证明（Proof-of-Work）介绍为算数学题，一人一套五三，谁做得快谁记账，记完大家同步后再开始下一轮。这个说法大意上是很领会了工作量证明（Proof-of-Work—以下简称POW）的真谛。
我们先来看，为什么要有这个叫做工作量证明（Proof-of-Work）的机制的存在呢？区块链世界的最核心权力——记账权，在中本聪的设想中也是最公平化的，它不被任何个体和组织所完全掌控，记账权可以被任何人所获取，当然所掌握算力越多，则获取到这个权力的几率就越大。一台S9和一台PC，后者可能计算几百天才相当于前者一小时的数据，但即使我们使用个人电脑SOLO挖矿，也完全是存在几率可以获得记账权的，当然这种概率小到忽略不计。随机记账权的存在，使其获得（记账同时获得新BTC的铸造权，简单说就是获得BTC报酬）被大家所竞争，竞争者的不断增加，会导致全网总算力不断提升，则任何个体或组织发动51%攻击的可能性就在不断的减小，其发动成本也会不断增加，时至今日，我们可以比较乐观的说51%在可预见的未来发生的概率在不断的减小直至可忽略不计（《现在干不掉，以后也没机会》）。
POW的存在，首先为货币的分发铸造设立了一种较为公平的模式和基本门槛，在记账权争夺过程中（挖矿）消耗的能量也可以被认为是为BTC的铸造加入了一定的成本（赋予基本价值，稀缺性）；为共识机制提供一定的门槛和群体裁决机制；为网络（区块链）信息的保存传播和持续提供了随着时间推移不断增强的安全保障（因为区块头和链接机制的存在，如果我们要修改BTC的创世块或其他已经被广播过的块，并使其得到所有人的认可，即使在所有人都会接受修改后数据的情况下，也必须独立完成从创世块开始的所有工作量，并打包广播，最后抢在最长的链之前完成最新的块，这种机制保证了完成越久的块越安全。且随着时间推移，修改或发布虚假信息的可能性在不断的减小直至其可能性忽略不计。关于这一点，白皮书提到了“我们将在后文证明，设想一个较慢的攻击者试图赶上随后的区块，那么其成功概率将呈指数化递减。”）。
当然POW提供的工作量并不是类似一加一或者几成几的数学运算，这对于运算的门槛过于简单且难以量化增减难度，无法实现竞争并以此保证网络安全。
所以实际上的题目是这样什的：
在进行随机散列运算时，工作量证明机制引入了对某一个特定值的扫描工作，如在SHA-256下，随机散列值以一个或多个0 开始。那么随着0 的数目的上升, 找到这个解所需要的工作量将呈指数增长，但是检验结果仅需要一次随机散列运算。我们在区块中补增一个随机数(Nonce)，这个随机数要使得该给定区块的随机散列值出现了所需的那么多个0。我们通过反复尝试来找到这个随机数，找到为止。这样我们就构建了一个工作量证明机制。
矿机的出现其实并不是POW的设计本意，单个CPU的solo模式，才应该最符合POW的理念，但任何规则的设立都存在其漏洞，固定原则就必然存在被利用的缺陷，因此人们在单个CPU的计算能力难以获得高效挖矿后，就逐渐开始走向矿机，即CPU集成（这一点中国人的“智慧”也发挥了贡献，南瓜张、烤猫等人率先发布并推广的CPU矿机开启了BTC算力的“军备竞赛”，随后出现的ASIC即专用集成芯片，矿机功效比不断飙升）矿机的出现造成了算力的集中和垄断，已经被传统舆论所诟病的“资源浪费”，但也同时大幅提升了BTC网络的生存能力，建立了愈加坚固的安全壁垒，孰是孰非，怕是中本聪也难以分辨吧。
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