什么是pow工作量证明POW（Proof of Work）

比特币系统是通过工作量证明（POW）机制完成的。比特币本质上就是一个去中心化的账本，每个区块记录交易记录信息。区块链解决的主要问题并不是单点问题， 而是第三方信任问题。每一个加入系统的节点都要保存一份完整的账本， 比特币采用竞争记账的方式解决去中心化记账系统的一致性问题， 也就是共识问题。比特币系统以每个节点的计算能力即“算力”来竞争记账权。大约10分钟进行一轮算力竞赛， 胜利者获得一次记账权， 并向其他节点同步新增账本信息。

如何判定竞争的结果，就需要通过一个称为“工作量证明（Proof of Work, PoW）”的机制完成，工作端需要做一定难度的工作得出一个结果， 即消耗大量的算力， 而验证方确很容易通过结果来检查工作端是否做了相应的工作。比特币的工作量证明俗称“挖矿”。每个矿工解决问题的可能性依赖于他的算力，挖矿的难度由系统中所有算力的总和来决定。因为它需要计算力的资源，成功的矿工会得到比特币作为奖励。

PoW的三个关键要素是：

1、        工作量证明函数，

2、        区块，

3、        难度值。

比特币系统中使用的工作量证明函数是SHA-256。比特币系统的区块由区块头及该区块所包含的交易列表组成。比特币系统的难度值由区块哈希值的前导0个数决定，要求前导0的个数越多代表难度值越大。

POW的共识记账步骤：

1、        客户端产生新的交易，向全网进行广播记账请求；

2、        每个节点一旦收到这个请求，即将收到的交易信息纳入一个区块中；

3、        通过POW过程在自己的区块中找到一个具有足够难度的工作量证明；

4、        当某个节点找到了一个工作量证明，它就向全网进行广播；

5、        当该区块中的所有交易都是有效的且之前未存在过的，其他节点才认同该区块的有效性；

6、        其他节制造新的区块以延长该链条，而将被接受区块的随机哈希值视为先于新区块的随机哈希值。

*比特币系统中限定区块大小为1MB

*每一区块需要6次确认后，区块包含的交易才被确认。

通过上述的记账过程，客户端所要求记录的交易信息被写入了各个记账节点的区块链中，形成了一个分布式的高概率的一致账本。

POW的优缺点

·      优点

1、        算法简单，容易实现；

2、        节点间无需交换额外的信息即可达成共识；

3、        破坏系统需要投入极大的成本，允许全网50%节点出错。

·      缺点

1、        浪费能源，可监管性弱，性能效率比较低；

2、        容易产生分叉，需要等待多个确认；