为什么基于Nakamoto共识的PoW安全又完美？

在上一篇文章中，我们解释了为什么PoS不如PoW安全。本文将讨论中本聪（Satoshi Nakamoto）为比特币网络发明PoW共识机制（也称为Nakamoto共识）的原因。

为了解释该机制，我们将首先定义PoW算法，解释Nakamoto共识的工作原理，为什么安全，完善以及最终如何使金钱和资产受益。并处理比特币和以太坊经典之类的区块链。

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为了解释什么是PoW，首先我们需要解释“散列”。哈希算法是一种将任意数据字符串（例如数字，情书或交易列表）更改为固定长度数字的功能。

例如，“ hello”使用SHA-256哈希函数生成哈希：

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像比特币这样的网络中的PoW流程从一组4个数字开始，然后通过重复随机数（只能使用一次的数字）对它们进行哈希处理，直到达到难度目标。之后，达到先前目标的矿工将赢得奖品。

PoW过程

上图中描述的PoW流程中的步骤包括：

资料所需的哈希：

散列以创建新块的4个数字是前一个块的散列函数，因此可以构造一系列相关的散列值，从而创建“块链”。称为Merkle root的哈希函数包含当前块的所有事务；时间戳；任意随机数是在下一步中重复的数字，以查找具有难度目标的哈希函数。

重复哈希：

如果简单地对4个数字进行哈希处理，它们将生成一个唯一的哈希函数，但是必须多次尝试，甚至每秒尝试数十亿或数万亿次才能达到难度级别，并且连续重复出现增加找到实现目标的哈希结果的机会

此步骤是PoW中直接的“工作”步骤，这是Nakamoto共识中最重要的方面，因为所有矿工平均每10分钟就会消耗大量能量。在难度目标中输出哈希函数。

达到难度等级：

可以用作SHA-256的所有数字或哈希值都是在比特币网络上使用的函数，由任意数据字符串组成，例如很大数量的比特币交易清单。 2 ^ 256，也许比宇宙中的原子还多。

难度目标包括确定可用于当前块的较小范围的数字。例如，如果整个数字空间在0到10之间，但是难度目标设置为3或更低，则意味着矿工必须用随机数重复哈希前三个数字，直到结束为止。哈希结果为3或3以下。

因此，如果他们执行散列并且结果为8，那么该结果将被丢弃。如果经过几次尝试，他们发现哈希函数为2，则该矿工赢得了大奖！这意味着，如果他们是第一个在网上找到并广播的块，他们将获得奖励。

完成块和奖励：

当矿工在难度目标中找到哈希函数时，他们必须通过输入公钥（其余额代表该区块的当前奖励）来完成区块??，然后将其发送到网络的整个节点进行验证。并放入区块链。一旦被引入区块链，矿工就可以放心，他们已经获得了奖励。

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从下面的挖掘图中可以看出，PoW是Nakamoto共识的一个组成部分。

中本聪的达成步骤

中本聪共识的步骤包括：

交易被收集并发送给矿工：

当个人，交易所，钱包服务，投资者和所有其他类型的用户时，节点运营商通过整个节点将交易发送到网络，所有交易都发送到其他节点。在网络中，以确保包括矿工在内的完全重复。

矿工构建块：

当矿工收到交易时，他们将它们分组并开始上述的PoW流程。部署所有矿工的计算能力来查找达到难度级别的哈希函数。当矿工在目标中找到哈希函数时，他们将完成该块，以便可以将其发送到网络的其余部分。

完成的块将发送回整个节点：

当矿工找到并完成了获胜区块时，它将立即发送到网络的其余部分进行传播，所有完整节点都可以接收。

有时，不止一个矿工会在难度目标中找到哈希函数。如果发生这种情况，网络将选择第一个查找程序，或者如果同时找到两个查找程序，则它们将在两个查找程序上起作用，直到其中一个成为最长链的一部分。

完整的节点验证块并将其添加到区块链中：

当完整的节点收到一个新块时，它们会验证所有事务有效，哈希函数正确并且遵循了PoW流程。

验证后，该块将作为最高块添加到区块链中，从而增加了创世以来网络中的计算工作量。因此，自创世以来积累的所有计算能力为区块链创建了保护墙。

如上一节所述，当完整节点在区块链中包含一个区块时，即完成了向获胜矿工的奖励支付。每个区块的奖励是矿工参与和保护区块链中本聪共识的一项重要经济激励措施。

奖励是根据网络的货币政策设置的，但还包括与交易一起发送的交易费，以鼓励矿工将其带入区块。将来，当奖励减少时，交易费将成为矿工付款的主要部分。

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PoW在Nakamoto共识中的工作方式具有一系列优势，可帮助确保安全性和完善性，因为它们可以共同满足系统的所有安全性，可用性和一致性需求。 。

PoW的五项优势使中本聪共识变得安全而完美

基于中本聪共识的PoW的优势在于：

证明所有涉及的计算能力：

中本聪的共识提供了证据，证明许多计算能力都与构件有关。对于任何区块，这是因为在给定的难度级别下，网络中的矿工至少需要花费10分钟的时间进行哈希处理，这是物理上的证据表明，大量的计算能力已参与构建该区块。

以上是中本聪解决拜占庭将军问题的著名解决方案。

选择点不在出入口的链条上如果发生链拆分，则需要许可和协议：

如果所有矿工和节点都在同一链上运行时，区块链是最安全，最有价值的，那么它们如何在单个点上进行协调，而无需中央机构或第三方来指导呢？ ？

Nakamoto共识解决方案通过提供一个链选择点或一个分叉选项来解决此问题，以退出并加入网络，或者在发生链拆分的情况下，使网络在统一链上恢复完全共识。

这是通过设置“最长链规则”来完成的，这意味着所有节点和矿工都被编程为始终以创世以来完成的最大工作量在区块链上运行。该目标中心对所有参与者开放，在网络软件客户端中是自动化的，对于消除基于主观判断和信任的第三方至关重要。担任系统的裁判和主管。

抵御攻击者的安全栅栏：

基于共识的PoW是当前交易处理过程中以及过去所有交易中针对攻击者的安全屏障。当前，这是攻击者在当前区块上花费两倍的障碍，因为他们需要50％以上的挖掘计算能力才能进入第二笔交易以消除第一笔交易。 。

对于过去的所有交易，它都是相同的概念，但是由于PoW是累积的，因此在这一点上将需要数百天的时间才能恢复较旧的区块。实际上，在撰写本文时，从产生以来反转字符串需要至少400天的时间才能使用当前的哈希能力。

通货膨胀造成的数字稀缺：

正如尼克·萨博（Nick Szabo）在“销路：货币的起源”（货币的来源）一文中所解释的那样，无掺杂的成本是一种形式的可靠货币（安全存款）的概念，不仅耐用。 ，可转让，移动，可分割但创建成本高。

这笔费用可确保其他人不容易伪造或复制大量货币，从而稀释其价值。换句话说，由于PoW由于所需的大量计算和巨大的功耗而非常昂贵，因此可以通过纯净的成本实现数字稀缺。

经济学价值委托：

保证稀缺性的成本也是经济中当地货币价值的要求。尽管价值是个人和主观的，但透明的诸如PoW之类的价值授权有助于促进对折价交易成本的检测，从而促进市场协调。

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正如本文所见，基于Nakamoto共识的PoW的主要优势使其安全和完善，提供了证明构建块所涉及的所有计算能力的证据，在链条分裂的情况下，进入和退出网络的点是针对攻击者的累积安全壁垒，其通过纯正的成本允许数字稀缺并充当代表经济价值。

对于像比特币和以太坊经典之类的区块链来说，所有这些好处对于确保BTC或ETC，产生有效区块，下订单，存储，保护资产和协议至关重要。在降低信任度的系统中，不能更改并且不需要全局范围的许可。

明安

根据以太计

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原文链接：https://www.tapchibitcoin.vn/tai-sao-pow-dua-tren-su-dong-thuan-cua-nakamoto-la-an-toan-va-hoan-hao.html

原文作者：Minh Anh

编译者/作者：wanbizu AI

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