工作量证明
工作量证明（Proof-of-Work，PoW）是一种对应服务与资源滥用、或是拒绝服务攻击的经济对策。
一般要求用户进行一些耗时适当的复杂运算，并且答案能被服务方快速验算，以此耗用的时间、装置与能源做为担保成本，以确保服务与资源是被真正的需求所使用。此概念最早由Cynthia Dwork和Moni Naor于1993年的学术论文提出[1]，而工作量证明一词则是在1999年由Markus Jakobsson与Ari Juels.[2]所发表。现时此技术成为了加密货币的主流共识机制之一，如比特币所采用的技术。
技术原理
[编辑]工作量证明最常用的技术原理是散列函数。由于输入散列函数的任意值，会对应到一个结果，而只要变动一个位元，就会引起雪崩效应，所以几乎无法从反推回，因此借由指定查找的特征，让用户进行大量的穷举运算，就可以达成工作量证明。
我们若指定的16进制值的前四值，求，这样统计上平均约要运行216次散列运算，才会得到答案，但验算只要进行一次就可以了。如果想要增加难度，那就增加指定的位数即可。以SHA256函数举例，假设我们要处理资料Hello World，并找出前四值为0000的，如果从Hello World0开始加上一个十进制数ASCII进行穷举猜测，到Hello World107105时才会得到符合条件的：
0000BFE6AF4232F78B0C8EBA37A6BA6C17B9B8671473B0B82305880BE077EDD9
验算时只要将Hello World107105代入SHA256函数一次即可。
加密货币的应用
[编辑]由于加密货币多由区块链所建构，而区块链本来就要依赖散列函数来做为资料正确无误的担保，所以在加密货币上使用工作量证明，是非常简明的设计。由分散在各处的电脑，竞赛谁能最早找出，搭配原本要打包的资料的穷举猜测值（nonce），谁就等同获得该区块的打包权（记账权）。此猜测值被找出后，与资料、散列值一起打包成块后广播，经多数节点确认与承认，打包者就能获得打包该区块所提供的奖励。[3]一般采用工作量证明的加密货币，好比比特币，会设置成随着参与竞赛的算力增减，而调整找寻猜测值的难度，以维持合理的运作速度。
- 优点
- 架构简明扼要、有效可靠。
- 由于要获得多数节点承认，那攻击者必须投入超过总体一半的运算量（51%攻击），才能保证篡改结果。这使得攻击成功的成本变得非常高昂，难以实现。
- 某种程度上是公平的，你投入越多的算力，你获得打包权的几率也等比增加。
- 缺点
参考
[编辑]- ^ Dwork, Cynthia; Naor, Moni. Pricing via Processing, Or, Combatting Junk Mail, Advances in Cryptology. CRYPTO’92: Lecture Notes in Computer Science No. 740 (Springer). 1993: 139–147 [2017-09-22]. （原始内容存档于2017-11-26）.
- ^ Jakobsson, Markus; Juels, Ari. Proofs of Work and Bread Pudding Protocols. Communications and Multimedia Security (Kluwer Academic Publishers). 1999: 258–272 [2017-09-22]. （原始内容存档于2017-04-17）.
- ^ 揭秘比特币和区块链（二）：什么是工作量证明？. [2017-09-22]. （原始内容存档于2018-11-07）.
- ^ 全球瘋挖礦，挖幣總耗電量竟與一個國家用電量一樣高！. [2017-09-22]. （原始内容存档于2020-10-01）.
- ^ PoW 工作量證明是什麼意思？和 PoS 比較如何？PoW 已經過時了嗎？. CoinDada. 2023-07-30 [2023-08-15]. （原始内容存档于2023-08-15）.
参阅
[编辑]外部链接
[编辑]- Finney's system. [2019-04-10]. （原始内容存档于2007-12-22）.
- bit gold Bit gold（页面存档备份，存于互联网档案馆）. Describes a complete money system (including generation, storage, assay, and transfer) based on proof of work functions and the machine architecture problem raised by the use of these functions.
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