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、或是阻断服务攻击的经济对策。
一般要求使用者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、设备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
工作量证明最常用的技术原理是杂凑函数。由于输入杂凑函数 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 ，因此借由指定寻找 的特征，让使用者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进位值的前四值，求 ，这样统计上平均约要运行216次 杂凑运算，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开始加上一个十进位数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函式一次即可。
加密货币的应用
由于加密货币多由区块链所建构，而区块链本来就要依赖杂凑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。由分散在各处的计算机，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（记帐权）。此猜测值被找出后，与资料、杂凑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，会设定成随著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，你获得打包权的机率也等比增加。
- 缺点
目前使用 PoW 机制的虚拟货币，市值排名前十的为[5]：
参考
- ^ 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）.