简单来说
- 工作量证明是保护去中心化比特币区块链网络的共识算法。
- 比特币矿工试图通过能源密集型过程解决复杂的数学方程,所有这些都是为了生成新区块并获得 BTC 奖励。
blockchain 赋予力量的技术 比特币 和许多其他加密货币本质上是一个数据库,但它与任何典型的集中式分类账大不相同。 它是分散的,由分布在世界各地的对等操作节点提供支持,没有发号施令或制定规则的监督权。
那么你如何确保去中心化网络的安全并确保每个人都同意账本的内容呢? 那就是比特币的地方 工作证明 共识算法来了。
与...结合使用 公钥加密,工作量证明共识算法保护分布式账本并保护网络免受“双花”攻击,同时向链中添加新的交易块并产生 BTC 奖励。
工作量证明机制需要比特币 矿工 使用他们的计算机竞争解决复杂的数学方程——这是一个非常耗能的过程。 故意很难,但由此产生的比特币奖励确实非常有价值。
工作量证明对于比特币的持续运营至关重要,但其能源消耗受到了相当严格的审查,其他一些加密货币采用了截然不同的方式 股权证明 模型代替。 以下是工作量证明的工作原理、比特币的必要性以及缺点是什么。
什么是共识机制?
与由管理员监督的传统数据库不同,公共区块链是一个点对点的去中心化网络,任何参与者都可能为其做出贡献。 考虑到潜在的数千个节点运营商,共识对于这种分布式网络的运行至关重要:他们必须就网络状态达成一致才能使其正常工作。
共识机制是网络可靠且自动确定哪个参与者提交的区块(即最近交易的记录)将被添加到链中的过程,从而铸造并奖励他们新的区块 cryptocurrency 在这个过程中。
什么是工作证明以及它是如何工作的?
工作量证明是比特币的创造者为比特币设计的共识机制, 中本聪. 一个类似的模型已经被使用 以太坊 , 莱特币 , 多吉币 和其他加密货币从那时起。 在工作量证明模型中,矿工在他们的计算机上运行散列软件,利用他们的硬件能力来解决复杂的数学方程。
最终,数学是任意的:矿工是为了它而工作,花费宝贵的计算资源来换取潜在的奖励。 防止对网络的潜在攻击是一个故意困难的过程,但这意味着更强大的计算机具有优势。 从比特币网络的早期开始,矿工之间一直在进行“军备竞赛”,他们最初使用计算机的 CPU 来挖掘比特币,然后转向高端显卡,最终使用专用的 ASIC 采矿硬件。
“工作量证明有一个很好的特性,它可以通过不受信任的中间人进行中继。”
中本聪
比特币用户将交易广播到区块链,矿工将它们收集在一个区块中,并在工作证明中竞争,成为第一个通过称为散列的过程解决方程式的人。 区块被接受的矿工或矿池赚取比特币作为奖励。 奖励目前设定为 6.25 BTC; 它最初是 50 BTC 和 半 每四年。 这个过程每 10 分钟左右重复一次,因为新的区块被写入,新的比特币被有效地铸造和奖励。
您知道吗?
比特币的挖矿过程源自 Hashcash,这是一种工作量证明系统,由 Adam Back 于 1997 年发明,用于对抗电子邮件垃圾邮件和拒绝服务攻击。 Back 是一位早期的比特币爱好者,他否认自己是加密货币的创造者中本聪(Satoshi Nakamoto)。
它为什么如此重要?
工作量证明是比特币网络的重要组成部分。 如果没有这样一个能源密集型的过程,不良行为者很容易攻击网络并“双花”比特币。 这就是所谓的 51% 攻击,在这种攻击中,挖矿组控制了网络总哈希率(计算能力)的大部分,从而使其能够操纵区块并利用系统。
“工作量证明链是同步问题的解决方案,并且无需信任任何人就可以知道全局共享视图是什么。”
中本聪
然而,由于比特币的工作量证明是资源密集型的,任何矿工或团体几乎不可能掌握这么多的总权力。
哪些加密货币使用工作证明?
工作量证明是加密货币中占主导地位的共识模型,最大的两个硬币——比特币和以太坊——都在使用它,还有其他硬币,如莱特币、狗狗币、 比特币现金 及 Monero.
您知道吗?
随着以太坊 2.0 的发布,以太坊目前正处于从工作量证明向权益证明模型过渡的过程中。
工作证明的缺点是什么?
比特币工作量证明模型的最大缺点是纯粹 能量量 采矿所需。 Digiconomist 表明整个比特币网络的碳足迹可与摩洛哥国家相媲美,电动汽车制造商特斯拉在决定采用采矿业时引用了采矿对环境的影响 停止接受比特币付款 五月2021。
考虑到比特币的价值和利害攸关的回报,这是一个备受争议和有争议的话题也就不足为奇了。 比特币倡导者经常认为,对其能源使用的这种估计具有误导性或夸大性,或者反驳说银行和集中支付服务没有受到同等程度的审查。
有些人认为比特币挖矿 鼓励使用可再生能源,或建议比特币挖矿使用产生的能源 否则就浪费了. 争论的重点并不是比特币挖矿是否会扩展大量的集体能量——它确实是,而且这是有意为之。 由于该协议目前正在运行,因此维护比特币也很重要。 相反,大部分争论都集中在所使用的能源类型以及是否值得。 不出所料,比特币矿工和粉丝相信是这样。
此外,令游戏玩家懊恼的是,以太坊等加密货币的挖矿引发了 巨大的需求 用于强大的 PC 显卡(或 GPU),导致普遍短缺和价格上涨。 这导致制造商 削弱挖矿能力 他们的显卡使矿工不那么喜欢它们。
虽然比特币网络的巨大规模意味着 51% 的攻击可能是不可能的,但对于较小的工作量证明区块链网络而言,情况并非如此。 两个都 复仇经典 和 比特币现金 例如,在 2020 年面临此类攻击。
工作量证明与权益证明
在对工作量证明网络能耗的担忧中,另一种共识机制已经在区块链行业扎根: 股权证明. 权益证明系统依赖于验证者在网络内持有大量本地加密货币,这些用户验证交易并获得奖励。
像硬币一样 卡尔达诺, Algorand, 宇宙 和 金融硬币 都使用某种形式的股权证明模型。 如前所述,以太坊目前正在通过其 以太坊2.0 升级; 据估计,新网络消耗的能源比当前网络少 99.95%。
权益证明不需要高性能计算机或采矿设备,因此整个网络使用的能源比工作量证明系统少得多。 另一方面,批评者声称权益证明模型有助于“富人变得更富有”,因为验证者必须投入大量硬币才能参与其中,并且它激励用户不要花费他们的硬币。
来源:https://decrypt.co/73344/what-is-proof-of-work-how-the-bitcoin-network-is-maintained
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