Pow共识机制应用解析

传统银行要发工资找人完成记账，而比特币系统则通过比特币激励让矿工完成记账。对于比特币系统而言，需要有人来参与完成记账工作，挖矿就是分配记账权的一种方式。对于比特币矿工而言，参与挖矿就是为了赚取系统奖励的比特币，博取利润。

那么问题就来了，如何合理地分配记账权让矿工持续地参与记账呢？

这里就涉及到了比特币共识机制的问题。比特币通过共识机制来维持系统稳定运作。中本聪设计比特币时，采用了Pow机制，矿工通过算力公平竞争，争夺比特币网络的记账权。

Pow（Proof-of-Work），俗称工作量证明机制。简单来说，就是一份用来确认你做过一定量工作的证明，它就像你的大学毕业证，证明了你确实有四年大学的学习经历。工作量证明机制，就是用工作量结果来证明贡献大小，再根据贡献大小确定记账权和奖励。

这个证明过程，是依赖计算机进行数学运算进行的。可以理解为：大家都去解答同一个题目，谁先算出来，谁就负责记账，并得到相应报酬，这个报酬就是网络产生的数字货币。比如，在比特币网络系统里，谁先解题解出来，就能先得到比特币完全去中心化，公平公正，不需要中心化的管理机构，用户（即节点）之间实现了公平竞争，谁先解出题目，谁就获得相应收益。

但Pow也有不可忽视的缺点：浪费能源。大家一起算题目，都要耗费算力，而最终有效的只有一个用户所做的功，其他人做的都是无用功。而计算机是靠电力来带动的，大家一起用计算机算题，其实也耗费了大量电力资源。比如，比特币就是采用POW共识机制，每年需要消耗价值几十亿美元的电力，因此一直遭人诟病。

为什么选择Pow共识机制？

有奖励矿工才有动力，但奖励分配公平才能让矿工有持续的动力。比特币的POW机制，证明工作量的是算力。每一道题，只能靠矿机计算，谁算得越快，谁就越有可能获得奖励（付出越多回报越大，即确定性）。但算得快，算得多不代表算得准（随机性），因此付出算力的矿工都有机会获得奖励。

整体而言，付出就有收获，付出越大收获越大。所以，比特币的Pow机制分配奖励让矿工感觉公平，矿工愿意持续挖矿。比特币系统也为此公平合理地分配了系统的记账权，将记账权给了认真工作的矿工手上。这保证了整个比特币网络在过去的将十多年的时间里，平稳运行（比特币白皮书发布于2008年，但最早的比特币是2009年1月份由中本聪挖出）。

而比特币网络距今也运行了十几年，现在仍在稳定运行，这说明Pow机制是有效的。但这并不意味着Pow机制是完美的。虽然比特币算力越来越集中化，能源消耗虽然占比不大，但也在逐年上升，这在未来将会成为一个隐患。

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