什么是比特币挖矿和区块链共识机制?

区块链铅笔 区块链铅笔Blockchain 2016-09-27
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什么是比特币挖矿和区块链共识机制?


经常有人说比特币是“挖”出来的,而且需要用“矿机”来挖,那这究竟这是什么意思呢?


比特币采用一种称为“工作量证明(PoW,Proof of Work)”共识机制来判断谁记账。

什么是共识机制呢?区块链技术的核心是由系统中节点竞争进行记账,这个竞争的评判标准称之为“共识机制”,不同的区块链可能采用不同的共识机制。


什么又是工作量证明呢?它是指系统会提出一道难于计算但易于验证的证明题,证明者提交答案后,任何人通过验证这个答案就确信证明者为了求得结果已经完成了大量的计算工作。计算能力越强的证明者越有机会更快的完成证明,而第一个证明者就能够获得系统奖励的比特币。这个过程就称为“挖矿”,为了应付庞大的计算能力而设计出来的专业计算机就是“矿机”。


工作证明机制在社会中的应用非常广泛,最典型的就是学业考试,在短时间考试中正确答出足够多的题目表明的确花了大量时间进行学习,而非碰运气。


有人认为该机制严重浪费资源,比特币网络耗费庞大且日益增长的电力来进行计算,预计到2020年,比特币网络的耗电量将达到丹麦整个国家的水平,而最终这些计算结果没有任何实际或科学价值。但支持者认为正是因为巨大的投入,导致攻击比特币区块链将会是异常艰难的事情,从而确保了比特币成为人类目前构建出最安全的“数据之锚”。


也有人建议使用“权益证明机制(PoS,Proof of Stake)”,这种机制通过计算你持有币数占系统总币数的百分比,包括你占有币数所持有的时间,来决定你获得本次记账权的机率。


这就类似于现实世界中的股票制度,在公司中大家是按照持股比例来获得分红,持有股权相对多的人获得更多的分红。这种安全机制的理由是,持有股票的人不会攻击公司,因为这会造成自己的损失,而不持有股票的人无法对公司构成威胁。


权益证明机制的反对者认为该机制会加大系统中的贫富差距,持有币更多的人更加容易“挖”到新币,即持有股份更多的人会获得更多的分红。但是,拥护者的观点是,区块链没有理由去解决系统内的贫富差距问题,并且工作量证明也存在同样问题,那些富有者拥有矿机更多算力,也会获得更多的币。


到现在,已经出现十几种共识机制,其实各种共识机制各有优劣,针对不同的区块链应用可以选择恰当的共识机制。你明白了吗? 


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