浅谈POW共识机制

前言

近些年炒得极其火热的比特币，由于采用了POW共识机制，越来越多的人采取投资购买矿机来形成矿池，进而以此来寻找新的块，通过这种途径来获取找到新的块的比特币的奖励，以及拥有块的记账权从而获取手续费。在上一节课老师的讲解下，也对POW共识机制有了一定的理解。以下为个人的一些收获。

正文

POW，英文的全程是Prove Of Work，即工作证明。最开始的POW概念是由邮箱服务这一块提出来的。使用过邮箱的人都知道，邮箱里总是莫名其妙收到一些骚扰的垃圾邮件，而且占比还不低。而针对这一种状况，相关服务提供者应用了POW，即工作证明，每次发送邮件都需要付出一定的工作量，比如验证几个小问题之类的。从而来提高作恶的成本，进而使得作恶者由于收益比不上成本而停止垃圾邮件的发送。那么，这种工作量证明又怎么在比特币中应用呢？

机制与原理

比特币的发明者中本聪，为了比特币的最重要的目标之一——去中心化，而应用了POW来作为共识机制。每一个用户拥有的算力资源，可以是计算机也可以是其他能够进行计算的机器，都可以参与到新的块的挖掘中，即所谓的挖矿。谁拥有的算力越多，获得新块的几率也就越高，进而获得比特币奖励的几率也就越大。这也就使得每一个有算力的节点都可以加入到交易的认证中来，也进一步提高了作恶的成本。想要打破这一种验证机制，理论上篡改者需要拥有全网51%的算力才可以实现。

优点

首先本着去中心化的思想，任何一台有算力的计算机都可以加入到交易验证当中来。同时，通过POW工作量证明，增大了篡改者的篡改成本，这使得篡改者想要作恶交易，如双花交易等，都需要全网的51%算力。

缺点

POW的缺点也是不少。首先是关于“挖矿”问题，由于发展到现在已经偏离了开始算力存在设计的目的。很多人为了拿到块的记账权来收获比特币，从而消耗了大量的资源来计算这个意义不大的nouce值。同时，POW共识机制本来的设计是为了去中心化，但是随着矿机的出现，算力不再是一台一台的计算机了，矿机的计算速度比计算机快了很多。从而造成了算力的集中化，这是中心化的一种表现，也与开始POW的设计初衷相违背了。

解决

针对POW的这两个缺点，个人觉得有两个方向可以走。首先还是保留这种工作量证明，即按劳分配，但是关于计算的内容可以选择目前世界上需要大量算力的数学难题，从而使得资源能够有所用。另一方面，考虑抛弃算力贡献来作为工作量证明，可以想POS一样，使用持有币跟持有时间来作为工作量证明，从而解决目前存在的两个缺点。

总结

POW共识机制的设计初衷是正确的，但由于社会本身的趋利性，对于挖矿的激励却变成了中心化的激励，进而引发了POW的趋向于中心化的背道而驰。这也值得我们深思。