EXGO學院｜第16課：什麼是PoW共識機制？

在之前我們已經講過，共識機制是區塊鏈網路中，所有節點都要遵守的一種規則，當前主流的共識機制分為兩種，一種是PoW共識機制，另一種則是PoS共識機制，今天我們就來介紹一下，什麼是PoW共識機制。

所謂PoW機制，全稱是Proof of Work，也就是工作量證明。

最開始，這個技術是被用來解決濫發垃圾郵件的問題（系統要求發送者，每發送一封郵件，都要做一定的工作量證明行為，從而提高大量發送垃圾郵件的成本）不過後來，中本聰發現這個技術能有效解決“拜占庭將軍問題”，於是便把它引進了比特幣區塊鏈網路中，慢慢的，PoW機制就變成當今區塊鏈中的主流之一。

簡單來說，PoW機制主要是通過競爭記賬的方式，來解決區塊鏈網路中各個節點的一致性問題，它的原理是這樣的：

我們都知道，區塊鏈中的每個節點都能自由地參與數據處理，也就是打包區塊，為了保證網路中的各個節點能達成一致，PoW就規定，當一筆交易產生後，每一個想要記賬的節點，都需要依靠自己的計算能力與他人競爭、爭奪記賬的權力。

競爭的方式，是每過大約10分鐘的時間，就會進行一輪算力競賽，參與的節點通過算力不斷尋找一個亂數Nonce。誰先找到滿足一定條件的Nonce值，且通知全網、獲得認可，誰就能獲得記賬的權力。

最終，獲得記賬權的人，他所打包的區塊會連接到區塊鏈的鏈上，同時他處理的數據，也會被全網的其他節點記入各自的小賬本中。

PoW機制在比特幣網路中，就是比特幣的挖礦原理，它會給獲得記賬權的節點一定的比特幣作為獎勵，從而激勵更多的人加入進來。

PoW機制的優勢在於，它讓每個節點的算力都加入進了網路的交易認證中，基於PoW的競爭機制，想要在區塊鏈網路中作惡，必須掌握全網絕對的算力，不然都要面臨來自於其他人的算力競爭。理論上，除非有人能掌握全網51%以上的算力，否則整個網路的任何東西都是無法被篡改的。這樣使得網路的去中心化性更強、節點的作惡成本更高。

所以，加入的人越多，全網算力就越大，也就越難被人掌握超過51%的算力，整個網路也就越安全。

當然，PoW機制不是完美的，它為了保證網路的強去中心化，付出了很多的代價。比如被大家詬病的浪費大量資源、和處理性能較低。

因為PoW機制中，每個人都可以自由地加入網路成為節點，進行數據處理，而且每個節點處理數據都要通過算力競爭的方式，爭奪記賬權。想一想，一筆數據要經過網路每個人查看，而且為了一筆數據，每個人還要花費大量的算力，自然而然就造成了資源浪費與效率低下。

不過，瑕不掩瑜，PoW機制也確實使去中心化的互聯網落地成為可能。或許未來，隨著技術進步，共識機制能夠打破去中心化、效率、安全的不可能三角，讓我們拭目以待吧。

Updated on: 31/07/2023