什麼是POW（工作證明）？

工作證明（POW）通過要求礦工解決複雜的計算以驗證交易並在區塊鏈上增加區塊，從而獲得比特幣之類的加密貨幣，從而獲得獎勵；但是，它的高能耗推動了對諸如二手證明的替代方案的研究。

2025/03/14 05:40

要點：

工作證明（POW）是許多加密貨幣中使用的共識機制，最著名的是比特幣。
POW要求礦工解決複雜的計算問題，以驗證交易並在區塊鏈中添加新的區塊。
第一個解決問題的礦工會添加塊並獲得加密貨幣的獎勵。
POW旨在安全且能夠抵抗攻擊，但也是能源密集型的。
諸如驗證證明（POS）之類的替代共識機制正在出現，以解決POW的能源消耗問題。

什麼是POW（工作證明）？

工作證明（POW）是一種基本的加密共識機制，它構成了許多突出的加密貨幣（最著名的比特幣）的安全性和功能。 POW的核心是一個系統，參與者（稱為礦工）競爭解決計算密集的加密難題。第一個成功解決難題的礦工將在所有交易中按時間順序排列且可公開訪問的分類帳添加下一個經過驗證的交易。此過程確保區塊鏈的完整性和不變性。

工作證明中的“工作”是指解決這些複雜數學問題所需的重要計算能力。這些問題的目的是難以解決，但易於驗證。礦工找到解決方案後，網絡中的其他參與者可以快速驗證其有效性，從而確保新添加的塊的完整性。

POW如何保護區塊鏈？

網絡可以動態調整解決POW難題的困難，以保持一致的塊生成時間。這意味著，隨著越來越多的礦工加入網絡及其計算能力的增加，難題的難度會按比例增加。這樣可以防止任何單個實體或組獲得對網絡的控制並操縱區塊鏈。

所需的龐大計算能力也是對惡意演員的威懾。要成功改變過去的交易或創建欺詐性塊，攻擊者需要控製網絡哈希功率的一半以上，這對於大多數攻擊而言，這一壯舉實際上是不可行的，鑑於網絡的分佈式性質。

礦工的獎勵是什麼？

成功解決POW難題的礦工將獲得新鑄造的加密貨幣和交易費用。獎勵是礦工參與網絡並保持其安全性的至關重要的激勵。獎勵時間表通常是在加密貨幣協議中預定的，並且隨著時間的推移逐漸減少，這是許多POW系統設計中的。這有助於管理加密貨幣的整體供應。

交易費用由發送交易並包含在礦工添加到區塊鏈的區塊中的用戶支付。這激勵礦工以較高的費用優先考慮交易，以確保有效處理交易。

POW的缺點是什麼？

儘管POW在確保區塊鏈方面有效，但POW仍有很大的缺點。最突出的是其高能消耗。礦工要求的巨大計算能力轉化為相當多的用電，引起了環境問題。這是加密貨幣社區中辯論和研究的關鍵領域。

另一個限制是POW的可伸縮性。隨著網絡的增長和計算難度的增加，驗證交易所需的成本和時間也會增加。這可能導致交易速度較慢和較高的交易費用，從而限制了系統的可擴展性。這尤其重要，因為每天處理的交易數量繼續增加。

戰俘的替代方案是什麼？

由於與POW相關的環境問題和可伸縮性問題，替代共識機制正在受到關注。風險證明（POS）是最突出的選擇之一。與其要求礦工消耗計算能力，不如根據其持有的加密貨幣選擇POS驗證器。這大大降低了能耗並提高可擴展性。

逐步理解POW指南：

事務啟動：用戶啟動交易，該交易已廣播到網絡。
交易驗證：礦工通過檢查其數字簽名並確保發件人有足夠的資金來收到交易並驗證其有效性。
塊創建：經過驗證的交易分為一個塊。
解決方案拼圖：礦工競爭解決與塊數據相關的複雜加密拼圖。
塊增加：第一個解決難題的礦工會將區塊添加到區塊鏈中並獲得獎勵。
區塊傳播：新塊在整個網絡中繁殖，更新了所有參與者的區塊鏈副本。

常見問題：

問：POW對環境友好嗎？答：不，POW是能源密集型的，並且由於礦工消耗的大量電力而引起了重大的環境問題。

問：如何調整功率的難度？答：基於當前的哈希功率和所需的塊生成時間，網絡會動態調整難度。如果網絡的哈希功率增加，那麼難以維持一致的塊生成率。

問：POW的未來是什麼？答：POW的未來是不確定的。儘管它仍然是一種安全且廣泛使用的共識機制，但對能耗和可伸縮性的擔憂正在推動POS等替代機制的發展和採用。

問：除了POW和POS，還有其他共識機制嗎？答：是的，還有其他幾種共識機制，包括授權證明（POA），創業證明（POH）和有委託的股份證明（DPO），每個（DPOS）都有其自己的優點和劣勢。

問：POW如何促進權力下放？答：POW的分佈式性質使任何單一實體都難以控製網絡，從而導致其權力下放。攻擊網絡所需的計算努力是防止操縱的障礙。

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