当前位置:  首页 →区块链百科 →正文

POW(工作量证明)——区块链共识算法

2019-01-04 16:02:07 区块链百科

在本文中,将会讨论一下什么是POW(工作量证明),并不会深入到POW的算法逻辑中。工作量证明(Proof Of Work,简称POW),简单理解就是一份证明,用来确认你做过一定量的工作。比特币的工作量证明,就是我们俗称“挖矿”所做的主要工作。对于没有接触过这东西的人来说,听起来是觉得很混乱,但实际上是比较容易理解的。当然,截至到发文,挖矿基本是一个赔本买卖,本文仅作为科普介绍,并不是作为鼓励挖矿。

POW(工作量证明)

POW= 工作量证明= 挖矿

通俗的来说,在POW共识机制中,挖矿是指利用有计算能力的设备来进行哈希计算,这个计算的过程就是工作量,通过不断的计算来得出一个合理的哈希值,这就是所谓的解题。当有人或者节点得出了这一个合理的哈希值,那么他就可以获得记账权,记录区块链上的交易记录,这个记录就是产出区块,获得记账权就会得到一定量比特币的奖励。

目前主流的挖矿方法包括:计算机图形卡(GPU)、专用集成电路(ASIC)、计算机处理器(CPU)、移动智能手机、笔记本电脑或类似拥有计算能力设备。

 

计算机图形卡(GPU

高端显卡在挖矿中非常常见,使用显卡挖矿会比处理器挖矿更迅速,效率也更高。并且全世界上拥有高端显卡的用户也非常多,对于个人可以随时下载对应的挖矿软件即可开始挖矿。

使用显卡进行挖矿的好处是成本较低并且灵活度较高,对于普通人来说,只需要一张个人计算机的显卡就可以进行挖矿了,当获得更多的可用资金时,随时可以再添加更多的显卡,而挖矿不再有利可图的时候,可以将显卡转手出售。

在2017年,显卡挖矿是最令人惊叹的一年,在挖掘以太坊的最高收益时,一张千元的RX470显卡能达到40一天,一台6张显卡的机器日纯利润超过200元。如果按以太坊数量在算,在2017年早期,一台显卡矿机一天的产出就能产出接近2个以太坊。而到了下半年,一台六卡矿机需要一个礼拜才能产出一个以太坊。

显卡挖矿也有明显的缺陷,耗电更大,维护更复杂。在如今挖矿收益几乎为零的情况下,显卡挖矿更多的是用来尝鲜,作为体验挖矿获取加密货币的一种方式。

显卡挖矿优势

  1. 低启动成本
  2. 良好的投资回报(曾经)
  3. 良好的转售价值(曾经)

 

显卡挖矿劣势

  1. 矿机占地大、噪音大
  2. 周围环境温度上升
  3. 收益非常不稳定

 

专用集成电路(ASIC

ASIC矿机是专门为挖掘加密货币而设计的,市面上流行的ASIC矿机有比特币、dash币、莱特币等等。ASIC虽然也是计算设备,但是无法像家用电脑一样上网、运行程序、玩游戏这些,只能单一的进行加密货币的挖掘。当然,因为是专门为某种挖矿算法制作的集成电路,因此计算效率远远高于家用电脑与GPU矿机的算力。

ASIC矿机起步价格很贵,主流型号如蚂蚁S15,神马M10等最便宜也要一万多元。并且在如今挖矿收益非常低的阶段,依靠挖矿回本周期会无限的延长。一般都是拥有庞大财力的人才会布置大型矿场来进行挖矿。

ASIC挖矿优势

  1. 长期投资
  2. 运行稳定且占地小(相比显卡挖矿)
  3. 维护简单

 

ASIC挖矿劣势

  1. 启动成本高
  2. 转售价值低
  3. 噪音功耗大

 

中央处理器(CPU

每一台计算机都有处理器,处理器都是可以进行挖矿的,包括早期挖掘比特币也是可以用CPU进行挖矿。虽然处理器可以用于挖矿,但是在大多数情况下这并不是一个理想的挖矿方式。

一般来说一台个人计算机只有1个处理器,而一台个人计算机根据主板的型号可以安装到2-4个GPU,如果选择的是专门挖矿的主板,可以达到6-12个GPU。并且处理器挖矿的收益并不高,远低于GPU与ASIC的挖矿。

但处理器挖矿有个最大的优点,这类挖矿不挑选硬件,只要有处理器的计算设备,几乎都能挖。从而也导致挖矿木马病毒的泛滥,利用挖矿木马病毒去感染更多的计算机与服务器,恶意的使用别人计算设备来为自己挖矿,这是一个非常常见的恶意行为。

处理器挖矿的优势

  1. 可以临时挖矿
  2. 个人计算机即可挖矿

 

处理器挖矿的劣势

  1. 挖矿效率低
  2. 单台计算设备处理器数量少
  3. 更容易损害个人计算设备

 

POW用一句话来概括,就是使用不同类型的计算设备进行哈希运算,当运算出合理的哈希值时就获得记账权,拥有了记账权即可产出一个区块,区块包含一段时间内的所有交易,而因此获得记账权的挖矿设备则可以获得一定的加密货币奖励。

实际上,PoW 协议并不完美,它在运行过程中需要消耗大量的能量来计算哈希函数的结果,以保护区块链系统不被攻击。很多人认为这是一种无用的能源消耗

 

公链项目早期,PoW是一个更好选择

对于一个公有链来说,其上线初期往往是股权最集中的时候。在主网上线伊始,创始块中分配的币绝大多数属于项目方和私募投资人,而这些人的数量往往非常有限。对于PoW共识机制,初始股权的集中不会带来安全性问题,因为它的出块和安全性不依赖于股权持有的分散,而是依赖于算力的分散。对于使用反 ASIC 矿机的挖矿算法的公有链来说,任何人只要拥有显卡和网络就可以成为矿工,这有助于促进更多人参与挖矿,实现早期算力的分散。只要超过50%的算力来自于诚实的矿工,区块链中的交易就是安全不可逆转的。

然而,在PoS共识机制下,股权集中会导致共识协议的参与者集中。区块链的出块权只能由少数在创世块中拥有股权的玩家决定。如果这些人合谋对区块链进行攻击,则完全可以成功的实现双花攻击(Double spending attack). 尽管开发者和投资人出于利益考虑不会进行这样的攻击来摧毁他们自己的公链,但PoS公链也无可避免的在主网上线后就被这些人垄断和支配。更糟的是,如果出块可以获得大量奖励和交易费用,这些垄断者就会将大量股权牢牢控制在自己的手里,使得PoS公链成为一个本质上由巨头控制的网络。

我们不要忘了,区块链的核心价值是什么?是去中心化的共识协议,保证了区块链系统中每笔交易的正确性、不可篡改性。如果共识协议无法保证参与者的分散,区块链就无法做到无需信任的安全性,那么区块链和传统的分布式系统相比就没有任何优势了,甚至传统的分布式系统能做得更经济更高效。因此,公链项目在早期使用PoW, 是避免共识中心化,保护区块链核心价值的明智选择。

BB财经原创,作者区块链百科,转载请注明出处:http://www.bbcaijing.cn/baike/43391.html