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上篇《区块链是什么,并奖励提供资源、维护区块链的使用者



工作量证明,就是一份确认你所完成工作量的证明。工作量证明机制,就是通过工作量来证明你的贡献值,再根据贡献值的大小确定记账权和奖励。在区块链的世界中,这个证明过程,是依赖计算机进行数学运算进行的。可以简单地理解为,大家共同去解答同一个题目,先计算出来的人就拥有了记账权,并可以获得相应的报酬,这个报酬就是网络产生的数字通证。这也是btc产出的流程,在BTC的网络里,谁先将题目解出来,谁就可以获得BTC作为奖赏。PoW
的优点是,第一,记账权和奖励由工作量来确定,公平公正,节点(用户)之间实现了公平竞争;第二,完全的去中心化,不需要中心化的管理机构,系统按照共识就可以自行运转。其缺点是浪费能源和效率低下。参与者一起计算同一题目,但最终可获得记账权的只有一个人,其他人所作的都是无用功。但在这一过程中会耗费大量的电力资源。例如,BTC的产生就是采用PoW共识机制,每年会消耗大约几十亿美元的电力。另外,在链上节点的数量是巨大的,基于点对点的特性,当第一个解出答案的人对全网宣布并认领记账权时,这一过程是非常耗时的,因此在PoW机制下全网达成共识的效率极差。

我们在看一些区块链相关信息时,免不了会出现PoW、PoS、DPoS这些名词。今天,我们就来聊聊,什么是PoW、PoS、DPoS,帮你一次性弄懂,让你下次看到这些名词时,不再犯怵。

哈喽大家好,我是小K君。今天我们要讲的内容是:“什么是PoW共识机制”?  在之前我们已经讲过,共识机制是区块链网络中,所有节点都要遵守的一种规则,当前主流的共识机制分为两种,一种是PoW共识机制,另一种则是PoS共识机制,今天我们就来介绍一下,是什么是PoW共识机制。  所谓PoW机制,全称是Proof
of
Work,也就是工作量证明。  最开始,这个技术是被用来解决滥发垃圾邮件的问题(系统要求发送者,每发送一封邮件,都要做一定的工作量证明行为,从而提高大量发送垃圾邮件的成本)不过后来,中本聪发现这个技术能有效解决“拜占庭将军问题”,于是便把它引进了比特币区块链网络中,慢慢的,PoW机制就变成当今区块链中的主流之一。  简单来说,PoW机制主要是通过竞争记账的方式,来解决区块链网络中各个节点的一致性问题,它的原理是这样的:  我们都知道,区块链中的每个节点都能自由地参与数据处理,也就是打包区块,为了保证网络中的各个节点能达成一致,PoW就规定,当一笔交易产生后,每一个想要记账的节点,都需要依靠自己的计算能力与他人竞争、争夺记账的权力。  竞争的方式,是每过大约10分钟的时间,就会进行一轮算力竞赛,参与的节点通过算力不断寻找一个随机数Nonce。谁先找到满足一定条件的Nonce值,且通知全网、获得认可,谁就能获得记账的权力。  最终,获得记账权的人,他所打包的区块会连接到区块链的链上,同时他处理的数据,也会被全网的其他节点记入各自的小账本中。  PoW机制在比特币网络中,就是比特币的挖矿原理,它会给获得记账权的节点一定的比特币作为奖励,从而激励更多的人加入进来。  PoW机制的优势在于,它让每个节点的算力都加入进了网络的交易认证中,基于PoW的竞争机制,想要在区块链网络中作恶,必须掌握全网绝对的算力,不然都要面临来自于其他人的算力竞争。理论上,除非有人能掌握全网51%以上的算力,否则整个网络的任何东西都是无法被篡改的。这样使得网络的去中心化性更强、节点的作恶成本更高。  所以,加入的人越多,全网算力就越大,也就越难被人掌握超过51%的算力,整个网络也就越安全。  当然,PoW机制不是完美的,它为了保证网络的强去中心化,付出了很多的代价。比如被大家诟病的浪费大量资源、和处理性能较低。  因为PoW机制中,每个人都可以自由地加入网络成为节点,进行数据处理,而且每个节点处理数据都要通过算力竞争的方式,争夺记账权。想一想,一笔数据要经过网络每个人查看,而且为了一笔数据,每个人还要花费大量的算力,自然而然就造成了资源浪费与效率低下。  不过,瑕不掩瑜,PoW机制也确实使去中心化的互联网落地成为可能。或许未来,随着技术进步,共识机制能够打破去中心化、效率、安全的不可能三角,让我们拭目以待吧。  感谢黄方宇老师对本集内容的帮助和指导。  系列科普动画《OK区块链60讲》  《OK区块链60讲》是由OKEx&新浪科技联合出品的区块链科普动画视频,针对区块链零基础用户,通过系列文章、科普动画等形式,从概念、技术、应用等角度,通过5大板块,60个知识点,生动形象地科普区块链概念。本集课程内容由万有算力联合创始人黄方宇导师指导完成。

本届的互联网大会上,区块链已成为绝对热点,在任何行业,要想先于别人一步掘到金,首先必须要做的便是了解这个行业,玖財交易所小编今天给大家分享一下什么是共识机制以及挖矿的原理!

作者| 蜂巢财经·释了雯

PoW、PoS、DPoS,用一句话概括,就是区块链的三种主流共识机制。

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下拉到底有福利

而区块链,通俗地说,是一个去中心化的账本。只是这个账本与传统账本不同,不是由会计或少数几个人来记账,而是人人都可以参与记账。而且,这个记账需要一个大家都认可的规则,即“怎样记账才是有效”,而这个大家认可的规则就是区块链的共识机制。

由于加密货币多数采用去中心化的区块链设计,节点是各处分散且平行的,所以必须设计一套制度,来维护系统的运作顺序与公平性。

上篇《区块链是什么?读完这篇文章你就掌握70%区块链入门》的末尾有个问题:区块链网络上的陌生人出于什么承认区块的有效性?他们为什么愿意苦哈哈地帮助记账?现在,我们开始学习另外这30%的基础知识。

比如,你们一大家人计划去国外旅游,通过商议后,选了泰国,那么到泰国去旅游就是你们家形成的共识。而商议的方式,是少数服从多数,而少数服从多数就是你们家确定旅游目的地的共识机制。

1.什么是共识机制

区块链网络是一个完全靠陌生人节点记账和维护、非安全的网络环境,因此,冥冥之中一定存在某种物质,让这些未曾谋面的人按照规章去办事。这到底是什么呢?

同样,PoW、PoS、DPoS,分别代表区块链网络的三种主要记账规则,它们的作用非常大,直接关系到记账权和相关收益的分配。不夸张地说,共识机制是区块链的灵魂。

统一区块链的版本,并奖励提供资源、维护区块链的使用者,以及惩罚恶意的危害者。这样的制度,必须依赖某种方式来证明,是由谁取得了一个区块链的打包权,并且可以获取打包这一个区块的奖励,又或者是谁意图进行危害,就会获得一定的惩罚,这就是共识机制。

共识机制

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简单来说,我们要一种机制来选择哪个矿工来把交易写入区块链。比如今天听课的同学有100人,我们分成50组打乒乓球,那么我们有50组比分要记录。

拿小明举例。小明每个月要上缴工资给夫人小红。每月,公司将小明的工资拆开打到招商银行和建设银行2个银行,小明在微信上绑定了这两张卡,然后从微信转给小红。小红再提现至她的工商银行。

PoW(Proof-of-Work)

2.分布式记账及“挖矿”

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工作量证明机制

传统的中心式记账,意味着我们需要一个组委会来记录比分。这样就可能会出现徇私舞弊的情况,所以需要我们采用去中心化的方法。这意味着,这50桌每组都要记录比分。不光自己的,还要记录别人的。这就是分布式或者说去中心化的记账方法。

如果有人问:“小明直接把两张银行卡上缴小红不就好了”,问出这个问题的肯定没成家,成家的都明白要给自己留一点。

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但是,这样做效率太低。大家必须要花大量的时间做这件事情。所以区块链的设计是,我们找一些矿工来记录比分。对于这些矿工,我们会给予奖励,从而鼓励他们为大家记录比分,记录完了以后再给每一桌复制一份。

单这一家子的财务问题就涉及4个完全独立的信息系统:招商银行、建设银行、微信钱包、工商银行。如果放到全世界来看,不同的银行、无数的账户每天发生的资金变化就更复杂和诡异了,因此,每个银行不仅需要很多时间、金钱去开发信息系统、维护自己的账本数据库,而且跟其他信息系统进行对账的成本更加高昂,每隔一段时间就要对账,以确保双方信息准确且统一。

工作量证明,简单来说
,就是一份用来确认你做过一定量工作的证明。它就像你的大学毕业证,证明了你确实有四年大学的学习经历。工作量证明机制,就是用工作量结果来证明贡献大小,再根据贡献大小确定记账权和奖励。

这个奖励,在比特币系统里面就是比特币的由来。交易本身并不产生新的货币,矿工记录比分才生成货币,也就是说,代币的目的是为了奖励付出努力的人,这就是”挖矿“的原理。

在这里暂时不展开拜占庭将军问题、类两军难题,太复杂了,不要插在这里影响大家理解。

这个证明过程,是依赖计算机进行数学运算进行的。可以理解为:大家都去解答同一个题目,谁先算出来,谁就负责记账,并得到相应报酬,这个报酬就是网络产生的数字货币。比如,在比特币的网络系统里,谁先解题出来,谁就先得到比特币作为奖赏。

既然有奖励,那么现在问题来了。譬如比特币,每次记账可以产生12.5个比特币(现在,过去是50个),按照今天的价格,就是50万人民币。那么肯定有很多矿工都抢着给大家计分,来获取这个报酬。

目前,我们就生活在这个中心化的世界,由值得信任的中心化系统维护各自的账本。而在区块链的世界里,我们只需要一个统一的账本数据库,以极大降低现实生活中的对账成本,这就是区块链。后续我们会详细讲解“区块链如何降低对账成本”

PoW的优点是,完全去中心化,公平公正,不需要中心化的管理机构,用户之间实现了公平竞争,谁先解出题目,谁就获得相应收益。

那么应该怎么选择一个矿工出来?这就需要用到“共识机制”,也就是说,大家都根据某种规则,同意让我们今天的某一位同学来记录大家的比分,记录完毕的奖励都给他。

在这个层面上,共识机制具有一种神奇的力量,它让全网节点达成共识、创造出区块链上的trustless记账机构,保证每笔交易在所有记账节点上的一致性。

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