區塊鏈工作量證明原理

A. 什麼是工作量證明

工作量證明(Proof Of Work，簡稱POW)，簡單理解就是一份證明，用來確認你做過一定量的工作。監測工作的整個過程通常是極為低效的，而通過對工作的結果進行認證來證明完成了相應的工作量，則是一種非常高效的方式。比如現實生活中的畢業證、駕駛證等等，也是通過檢驗結果的方式（通過相關的考試）所取得的證明。
權益證明機制
POW是達成共識的一種方式，不過他不是唯一的方式，還可以有其他的方式讓各個節點達成共識，例如POS。
POS不同於POW之處在於，在POS系統上挖礦是以貨幣持有數量為基礎，換句話說，在POS的情況下，一個人擁有虛擬貨幣的5%和在比特幣系統上擁有系統5%的算力的效果是一樣的。
工作量證明的基本原理工作量證明系統主要特徵是客戶端需要做一定難度的工作得出一個結果，驗證方卻很容易通過結果來檢查出客戶端是不是做了相應的工作。這種方案的一個核心特徵是不對稱性：工作對於請求方是適中的，對於驗證方則是易於驗證的。它與驗證碼不同，驗證碼的設計出發點是易於被人類解決而不易被計算機解決。下圖表示的是工作量證明的流程：
舉個例子，給定的一個基本的字元串"Hello, world!"，我們給出的工作量要求是，可以在這個字元串後面添加一個叫做nonce的整數值，對變更後（添加nonce)的字元串進行SHA256哈希運算，如果得到的哈希結果（以16進制的形式表示）是以"0000"開頭的，則驗證通過。為了達到這個工作量證明的目標。我們需要不停的遞增nonce值，對得到的新字元串進行SHA256哈希運算。按照這個規則，我們需要經過4251次計算才能找到恰好前4位為0的哈希散列。

.工作量證明的過程 我們可以把比特幣礦工解這道工作量證明迷題的步驟大致歸納如下： 生成Coinbase交易，並與其他所有準備打包進區塊的交易組成交易列表，通過Merkle Tree演算法生成Merkle Root Hash 把Merkle Root Hash及其他相關欄位組裝成區塊頭，將區塊頭的80位元組數據（Block Header）作為工作量證明的輸入 不停的變更區塊頭中的隨機數即nonce的數值，並對每次變更後的的區塊頭做雙重SHA256運算（即SHA256(SHA256(Block_Header))），將結果值與當前網路的目標值做對比，如果小於目標值，則解題成功，工作量證明完成。 該過程可以用下圖表示：
比特幣的工作量證明，就是我們俗稱「挖礦」所做的主要工作。理解工作量證明機制，將為我們進一步理解比特幣區塊鏈的共識機制奠定基礎。

B. 區塊鏈共識機制

PoW：工作量證明 (Proof of Work，簡稱 PoW ) ，簡單的解釋就是一份證明，用來確認你做過一定量的工作。因為監測工作的整個過程通常是極為低效的，而通過對工作的結果進行認證來證明完成了相應的工作量，則是一種非常高效的方式。比如現實生活中的畢業證、駕駛證等等，都是通過檢驗結果的方式所取得的證明。這就是說，你獲得多少幣，取決於你對挖礦貢獻的有效工作。簡單的理解，你電腦性能越好，你獲得的收益就會越多，這就是根據你的工作量來執行幣的分配。大部分的數字貨幣，比如比特幣、萊特幣等等，都是基於 PoW 模式的虛擬貨幣(算力越高、挖礦時間越長，你獲得的幣就越多)。
PoS：PoS 是一種在公鏈中的共識演算法，可作為 PoW 演算法的一種替換。PoW是保證比特幣、當前以太坊和許多其它區塊鏈安全的一種機制，但是 PoW 演算法在挖礦過程中因破壞環境和浪費電力而受到指責。PoS 試圖通過以一種不同的機製取代挖礦的概念，從而解決這些問題。
PoS 機制可以被描述成一種虛擬挖礦。PoS 主要依賴於區塊鏈自身里的代幣。在PoW 中，一個用戶可能拿 1000 美元來買計算機，加入網路來挖礦產生新區塊，從而得到獎勵。而在 PoS 中，用戶可以拿 1000 美元購買等價值的代幣，把這些代幣當作押金放入 PoS 機制中，這樣用戶就有機會產生新塊而得到獎勵。在 PoW 中，如果用戶花費 2000 美元購買硬體設備，當然會獲得兩倍算力來挖礦，從而獲得兩倍獎勵。同樣，在 PoS 機制中投入兩倍的代幣作為押金，就有兩倍大的機會獲得產生新區塊的權利。

C. 區塊鏈本質是什麼比特幣原理又是什麼二者究竟有何區別

一枚比特幣價格從2萬多美元狂漲到4萬美元。這不由得引起了我的研究興趣，或者說簡單了解了一下比特幣到底是什麼，它的機理具體是什麼樣子的，揭開它的神秘面紗。因此，簡單搜索了一些資料，也對比特幣有些了解，便把手頭上的資料整理了一下。

（3）目的：去中心化，減少風險

中心式網路只有中央伺服器能夠存儲和處理數據，其缺點是工作量大，一旦癱瘓則整個系統癱瘓；數據存儲量大；中央管理者許可權大。

分布式網路中的所有伺服器均能夠存儲和處理數據，各伺服器之間地位平等，可以存儲更多的數據和具有更高的安全性。
大致的科普內容就是這樣，如果還想多了解一些，可以看看中本聰的論文和下面的官方科普視頻。

D. 區塊鏈中PoW是指什麼

是指工作量證明機制，是區塊鏈的一種共識機制。指在區塊鏈系統中，根據每個節點在運算的過程中所做出的貢獻來確定許可權的一種演算法。工作量證明機制是現在區塊鏈應用最為廣泛的一種共識機制。共識機制是區塊鏈系統中很重要的一部分，如果出現問題，那麼整個系統都會出問題，在區塊鏈開發中是必須要注意的。這是之前我一個在煊凌科技上班的人告訴我的，他雖然只是裡面的銷售，但是對區塊鏈的了解也比大部分人要全面。

E. 區塊鏈技術的原理

下面就以比特幣為例進行說明：
區塊鏈（Blockchain）是比特幣的一個重要概念，本質上是一個去中心化的資料庫，同時作為比特幣的底層技術。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一次比特幣網路交易的信息，用於驗證其信息的有效性（防偽）和生成下一個區塊。
區塊鏈在網路上是公開的，可以在每一個離線比特幣錢包數據中查詢。比特幣錢包的功能依賴於與區塊鏈的確認，一次有效檢驗稱為一次確認。通常一次交易要獲得數個確認才能進行。輕量級比特幣錢包使用在線確認，即不會下載區塊鏈數據到設備存儲中。
比特幣的眾多競爭幣也使用同樣的設計，只是在工作量證明上和演算法上略有不同。如，採用權益證明和SCrypt等等。
除此之外，萊特幣、以太坊、微盟幣、狗狗幣、瑞泰幣等數字加密貨幣也都是利用區塊鏈的技術。

F. 區塊鏈中的工作量證明機制（POW）是什麼

比特幣挖礦採用工作量證明機制，是什麼意思呢？
工作量證明（Proof of Work,簡稱POW）是共識機制的一種，可簡單理解為一份證明，證明你做過一定量的工作，即我通過查看工作結果就能知道你完成了指定量的工作。
比特幣挖礦採用的就是工作量證明機制，比特幣網路通過調節計算難度，保證每次競爭記賬都需要全網礦工計算約10分鍾，才能算出一個滿足條件的結果。該結果即「區塊頭」里包含的隨機數。
工作量證明是指，如果礦工找到了一個滿足條件的結果，我們便可以認為全網礦工完成了指定難度系數的工作量。獲得記賬權的幾率取決於礦工工作量佔比全網的比例，如果佔比30%，那麼獲得記賬權的幾率也是30%。所以提高工作量佔比才能提高競爭力，才能獲得更多新誕生的比特幣！

G. 區塊鏈原理

區塊鏈是一種技術,但它不是一種單一的技術,而是由多種技術整合的結果,包括密碼學、數學、經濟學、網路科學等。你可以把它看做是一個分布式共享記賬技術,也可以看做是一個資料庫,只不過這個資料庫是由在這個鏈上的所有節點共同維護,每個節點都有一份賬本,因為所有節點的賬本一致,不同節點之間可以互相信任,對數據沒有疑問,所以大家都說區塊鏈從技術上實現了信任。詳細的專業技術可以咨詢一些專業的技術公司，例：金博科技，專注開發區塊鏈相關產品，專業研發團隊和完善的售後服務，可以電話咨詢。

H. 區塊鏈的工作原理是什麼

最近很火的區塊鏈技術到底是什麼樣的技術呢？區塊鏈技術是被人們認為在金融科技方面最閃亮的一顆星，而且在未來還可能再繼續發展區塊鏈技術，它有非常多的特點，包括數據的一個分布，以及數據的信任度和集體共識機制，最重要的話就是公開透明以及匿名隱私等這一些非常有特點的特性，根據這一些區塊鏈裡面的數據，我們可以得出當代社會的一些基本的信息。

區塊鏈技術就是這么一個安全科學的資料庫。可以簡單的把它理解為一個已經是權威資料庫了，它裡面的基本內容都是屬實的，都是通過別人所驗證以及審核過的。在金融科技方面的話，會非常的容易找到一些想要的數據，這對於做生意的人來說非常的好。

I. 區塊鏈挖礦工作量證明是什麼

POW的拼法是Proof of Work（工作證明）。簡單說就是需要干非常多的苦力，才能獲得相對優厚報酬的工作模式。
礦工們在挖一個新的區塊時，必須對SHA-256密碼散列函數進行運算，區塊中的隨機散列值以一個或多個0開始。隨著0數目的上升，找到這個解所需要的工作量將呈指數增長，礦工通過反復嘗試找到這個解。
最先算出正確答案的礦機可獲得當前區塊的記賬權，同時獲得新發行比特幣的獎勵。理論上來說，算力（力氣）越大，算（搬）得越快，收益值就越高。這個你們應該看得懂的說，POW 的意思就是按勞分配，多勞多得。目前，幣界老大哥比特幣、現在的二哥以太幣等都是這種模式。

J. 剛剛了解，誰能告訴我區塊鏈是什麼通俗解釋一下區塊鏈技術的方法

大家共同記賬的方式，也被稱為「分布式」或「去中心化」，因為人人都記賬，且賬本的准確性由程式演算法決定，而非某個權威機構。

這就是區塊鏈，核心講完了，區塊鏈就這么簡單，一個共同記賬的賬本

區塊鏈技術六大核心演算法：

區塊鏈核心演算法一：拜占庭協定

拜占庭的故事大概是這么說的：拜占庭帝國擁有巨大的財富，周圍10個鄰邦垂誕已久，但拜占庭高牆聳立，固若金湯，沒有一個單獨的鄰邦能夠成功入侵。任何單個鄰邦入侵的都會失敗，同時也有可能自身被其他9個鄰邦入侵。拜占庭帝國防禦能力如此之強，至少要有十個鄰邦中的一半以上同時進攻，才有可能攻破。然而，如果其中的一個或者幾個鄰邦本身答應好一起進攻，但實際過程出現背叛，那麼入侵者可能都會被殲滅。於是每一方都小心行事，不敢輕易相信鄰國。這就是拜占庭將軍問題。

區塊鏈核心演算法二：非對稱加密技術

在上述拜占庭協定中，如果10個將軍中的幾個同時發起消息，勢必會造成系統的混亂，造成各說各的攻擊時間方案，行動難以一致。誰都可以發起進攻的信息，但由誰來發出呢？其實這只要加入一個成本就可以了，即：一段時間內只有一個節點可以傳播信息。當某個節點發出統一進攻的消息後，各個節點收到發起者的消息必須簽名蓋章，確認各自的身份。

區塊鏈核心演算法三：容錯問題

我們假設在此網路中，消息可能會丟失、損壞、延遲、重復發送，並且接受的順序與發送的順序不一致。此外，節點的行為可以是任意的：可以隨時加入、退出網路，可以丟棄消息、偽造消息、停止工作等，還可能發生各種人為或非人為的故障。我們的演算法對由共識節點組成的共識系統，提供的容錯能力，這種容錯能力同時包含安全性和可用性，並適用於任何網路環境。

區塊鏈核心演算法四：Paxos 演算法（一致性演算法）

Paxos演算法解決的問題是一個分布式系統如何就某個值(決議)達成一致。一個典型的場景是，在一個分布式資料庫系統中，如果各節點的初始狀態一致，每個節點都執行相同的操作序列，那麼他們最後能得到一個一致的狀態。為保證每個節點執行相同的命令序列，需要在每一條指令上執行一個「一致性演算法」以保證每個節點看到的指令一致。一個通用的一致性演算法可以應用在許多場景中，是分布式計算中的重要問題。 節點通信存在兩種模型：共享內存和消息傳遞。Paxos演算法就是一種基於消息傳遞模型的一致性演算法。

區塊鏈核心演算法五：共識機制

區塊鏈共識演算法主要是工作量證明和權益證明。拿比特幣來說，其實從技術角度來看可以把PoW看成重復使用的Hashcash，生成工作量證明在概率上來說是一個隨機的過程。開采新的機密貨幣，生成區塊時，必須得到所有參與者的同意，那礦工必須得到區塊中所有數據的PoW工作證明。與此同時礦工還要時時觀察調整這項工作的難度，因為對網路要求是平均每10分鍾生成一個區塊。

區塊鏈核心演算法六：分布式存儲是一種數據存儲技術，通過網路使用每台機器上的磁碟空間，並將這些分散的存儲資源構成一個虛擬的存儲設備，數據分散的存儲在網路中的各個角落。所以，分布式存儲技術並不是每台電腦都存放完整的數據，而是把數據切割後存放在不同的電腦里。就像存放100個雞蛋，不是放在同一個籃子里，而是分開放在不同的地方，加起來的總和是100個。想了解更多可以多利用網路搜索，網路搜索結果-小知識