什么是工作量证明?
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发布时间：2022-12-22 23:01
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热心网友
时间：1天前
之前给大家介绍“拜占庭将军问题”的时候，提到过拜占庭将军解决的主要是多个节点之间如何取得共识的问题（如果你忘了当时的故事背景是怎样，那再去好好翻翻之前的课程吧），但是并没有深入介绍如何进行共识。如何进行共识，是区块链里最关键的一个问题，也是被讨论得最多的一个，在区块链诞生之前，分布式系统领域里对共识算法就有很多研究，但是这里并不打算展开了。
1、工作量证明真的是用来证明你做了多少工作
其实，正如本文第一段提到的，很多人刚开始理解的那个概念，“工作量证明主要用来证明一个人做了多少工作”，基本是正确的，计算机领域并不是只有一些生涩的概念的，这个概念通俗易懂，反倒让我们困惑了。
还是要回到拜占庭将军问题的故事场景，在那个故事里，我们应该信任谁，谁能担此大任成为那个英雄卓绝的将军呢？
可能因为城邦之间信息在不断传输，传输量太大，每个城邦的将军都王婆卖瓜，自卖自夸，到底该信任谁，基本上很难区分。细心的朋友可以好好发挥一下想象力。其实，有种最简单粗暴的方法： 看谁最聪明！谁最聪明，我们就相信谁。
谁最聪明这个问题其实太主观了，没办法，只能拿实力说话。就像我们经历过无数的考试一样——来，将军们，大家做道题吧，解答准确且最快的人胜出。
于是，智多星旁白：请听题儿， 请问在一个值比如123456789，后面追加一个5位随机数，请找到一个随机数，使得所计算的哈希值前5位都是0。
将军们千万不要懵*，你不知道并不代表别人不知道，于是那个最聪明的将军快速的算了出来，并 写上自己的名字 ，交了试卷。老师一验证，完全正确，于是选出他作为那个拜占庭将军，号令群雄。
如果你不知道哈希算法，请回去复习之前的课程。另外，这里提醒一点，将军必须写上自己的名字表明是自己算对的这道题，这在区块链里也很重要，它表示签名表明自己胜出，最后还能获得奖励哟。
以上介绍的这个有的意思的过程，就是所谓的工作量证明。
2、怎么理解挖矿，矿机，矿池？
工作量证明最常见是在比特币里，当大家还不太理解这个玩意儿的时候，已经很多地方见到“挖矿”“矿机”这些宣传字眼了，那个时候我们根本不能理解的是，在电脑里面怎么挖矿？脑洞完全打不开啊。我也困惑了很久，当在淘宝上看到有人卖矿机的时候，我一脸鄙夷，说这一定是忽悠。
很多时候鄙视其实更多是自己不理解造成的，直到它长成庞然大物，直到罗胖提到的“旁边有个物种坐了起来”，才发现我们理解地似乎有点晚了。即便如此，我们不能因此放弃对一个新鲜事物的认识呀。
所谓挖矿，其实就是计算机对上面提到的工作量证明进行的一个运算过程。大家或许会奇怪，将军算题这么高大上的一个比喻到了这里怎么变成挖矿这么苦*的一个概念呢？其实，拜占庭将军只是以一种有趣的方式描述了故事背景，及工作量证明的一些细节，而挖矿更贴近区块链里工作量证明的一个过程——因为，确实很苦*！
其实，上面提到的“智多星”或者“老师”，就是那个神秘人物中本聪，比特币的发明人（或组织）。中本聪出的这道难题说白了就是一个傻瓜式地，只能吭哧吭哧，老老实实地，从1,2,3...n不断尝试计算的一个计算题，也即密码学里提到的 暴力破解 的概念。这种计算过程，枯燥乏味，耗费精力时间，这么苦*，用“挖矿”形容最好不过了。而这个“矿”就是比特币，一种如黄金般稀缺的玩意儿。
但是我们不要忘了，这种机械化的计算是计算机最擅长的事儿了，于是所有的都交给计算机吧，这才有了“矿机”的概念。随着技术的发展，大家发现，计算机功能太强大，完全没有必要全部用来进行这种计算，于是不断精简，将挖矿算法集成到一些芯片里，不仅节省能源，而且算得更快。这就有了CPU挖矿，GPU挖矿，FPGA挖矿，ASIC挖矿等这类说法。
而矿池的出现，是随着比特币数量的总数*，以及四年减半的硬性要求，挖矿到后期竞争越来越激烈，挖到比特币的难度越来越大，于是只能抱团并肩作战，这个团体就叫做“矿池”。有矿机的人可以选择加入某个矿池，矿池集合所有矿机的力量，进行类似上面算术难题的计算；在计算时，将随机数号码段进行分配，不同号码段交给不同的矿机计算，于是计算的效率大大提升，这样便可以集合作战，共享收益。
其实上面介绍的一些概念都非常初级，目的还是希望很多没有相关基础的人都能搞懂，只有把这些最基本的概念都理解了，走到后面才更容易，不是吗？
