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為什麼比特幣使用POW？

比特幣使用工作證明（POW）進行穩健的安全性和權力下放化，從而抵抗了操縱。雖然能源密集型，但POW的難度調整和分佈開採阻止了攻擊，優先考慮無信任的交易而不是能源效率。

2025/03/04 16:12

要點：

比特幣的工作證明（POW）機制是其安全性和權力下放的基礎。
POW通過要求礦工消耗重要的計算能力來驗證交易並在區塊鏈中添加新區塊來確保比特幣網絡。
這種能源密集型過程使攻擊者很難改變區塊鏈的歷史或創建欺詐性交易。
雖然能源消耗是主要的批評，但POW的固有安全性功能促成了比特幣的價值主張作為分散且無信任的數字貨幣。
存在POW的替代方案，但每種都有其自身關於安全和權力下放的權衡。

為什麼比特幣使用工作證明（POW）？比特幣對POW的依賴是一種核心設計選擇，與其功能和哲學息息相關。這是推動網絡安全和權力下放的引擎，這兩個關鍵方面與傳統金融系統區分開。基本目標是建立一種抵制操縱和審查制度的系統。

POW的本質在於礦工面臨的計算挑戰。為了向區塊鏈添加新的交易塊，礦工必須解決複雜的加密難題。這需要大量的計算能力，消耗大量電力。第一個解決難題的礦工會添加塊並在比特幣中獲得獎勵。

但是，此過程提供了強大的安全性。更改區塊鏈將需要控製網絡哈希功率的一半以上（51％的攻擊）。純粹的能源消耗和採礦的分佈性質使如此困難和經濟上的攻擊變得非常困難。這就是為什麼POW對於維持比特幣交易歷史記錄的完整性至關重要的原因。

比特幣採礦的分散性質是POW的另一個關鍵好處。礦工在地理上分散，阻止任何單一實體主導網絡。這種分佈式結構可確保對審查制度和單一失敗的彈性，這是比特幣設計理念中的關鍵要素。該系統旨在抗藥任何單一實體，政府或公司的控制。

對POW的重大批評是其能源消耗。該過程需要大量的電力，從而引起了環境問題。但是，支持者認為，POW提供的安全性值得成本，並且能源使用被安全和分散的金融體系的收益所抵消。此外，正在進行的努力來提高比特幣採礦的效率，並過渡到更可持續的能源。

礦工解決的加密難題的複雜性是動態調節的。這確保了一致的塊創建率，無論整個網絡的哈希功率如何，每10分鐘大約每10分鐘一個街區。如果更多的礦工加入網絡，難度會增加，反之亦然。這種自我調節機制保持了比特幣區塊鏈的穩定性和可預測性。

重要的是要了解POW並非沒有替代方案。其他加密貨幣利用不同的共識機制，例如驗證證明（POS）。普遍認為POS比POW更節能，但就權力下放而言，它提出了不同的安全挑戰和權衡。共識機制的選擇是一個基本的設計決策，它對加密貨幣的特徵產生了深遠的影響。

比特幣的創建者專門選擇了POW來解決創建一種無信任，分散和安全的數字貨幣的挑戰。 POW的固有安全性雖然能量密集型，但被認為對於在加密貨幣開發的早期階段實現這些目標至關重要。在加密貨幣社區中，不斷爭論的是，安全，權力下放和能源消耗之間的權衡。

常見問題和答案：

問：什麼是51％的攻擊，POW如何防止攻擊？

答：當單個實體控製網絡哈希功率的50％以上時，就會發生51％的攻擊。這使他們可以潛在地操縱區塊鏈，雙根機幣或審查交易。 POW的高能量需求使積累瞭如此重要的哈希功率極為昂貴且困難，從而減輕了這種風險。

問：是否有更節能的替代品？

答：是的，風險證明（POS）是一種流行的替代方案，需要少量能量。其他共識機制包括授權證明（DPO）和各種混合方法。每個人都有其自身的優勢和缺點在安全性和分散性方面。

問：比特幣POW的難度調整如何工作？

答：比特幣的難度會自動調整每個2016塊（大約兩個星期），以保持一致的塊生成率約為10分鐘。如果網絡的哈希功率增加，難以減慢塊創建的困難；如果減少，難以降低以加快速度。

問：為什麼沒有為比特幣選擇其他共識機制？

答：在比特幣創建時，POW被認為是用於分散，無信任系統的最強大，最安全的共識機制。其他共識機制較不成熟，理解不太理解。重點是創建可以承受攻擊並確保交易完整性的系統。

問：圍繞比特幣戰俘的環境問題是什麼？

答：比特幣開采的大量能源消耗引起了人們對環境影響的擔憂，尤其是與發電相關的碳足跡。但是，加密貨幣社區正在探索解決方案，例如過渡到可再生能源並提高采礦效率。

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