关于POW机制及POW难度调节机制

工作量证明，英文为proof of work，通过或与计算，计算出一个满足规则的随机数，即获得本次记账权，发出本轮需要记录的数据，全网其他节点验证后一起存储。简单理解就是一份证明，用来确认你做过一定量的工作。就像，本科毕业证用来向企业单位证明你具有怎样的学识，交警通过驾驶证来检验驾车的人是否会开车。

比特币的工作量证明，就是我们俗称的“挖矿”所做的主要工作。比特币白皮书在工作 量证明中解释了工作量证明（POW）的方式：

我们在区块中补增一个随机数，这个随机数要使得该给定区块的随机散列值出现了所需的那么多个0。我们通过反复尝试来找到这个随机数，知道找到为止，这样我们就构建了一个工作量证明机制。只要该CPU耗费的工作量能够满足工作量证明机制，那么除非重新完成相当的工作量，该区块的信息就不可更改。由于之后的区块是链接在该区块之后的，所以想要更改该区块中的信息，就还需要重新完成之后所有区块的全部工作量。

工作量证明系统可以看作是两个步骤，一个是工作，另一个是对工作的证明。这分别对应两个主体，一个是工作者，一个是验证者。系统约定好工作内容，验证者给出工作量，工作者完成工作量，验证者检验工作量是否达标。工作量证明系统设计的需要是达到：工作者需要一定时间才能完成工作，验证者可以瞬间完成检验。

矿工挖矿必须进行“工作量证明”的过程，该过程的计算内容包括三个要素：工作量证明函数，前一个区块及难度系数。工作量证明函数给出了计算方法，前一个区块是这个函数的参数，难度值决定了这个函数的解题需要的工作量。

##工作量证明函数

工作量证明函数焦作SHA256，中文名叫安全散列算法，具体是什么公式，作为前端人士，暂且不去进行代码层级的深入研究。

##前一个区块

每一个区块都是一个特定的数据结构，可以分为两个部分：一个是区块头，二是该区块包含的交易。矿工要计算的工作量就是计算上一个区块的这个区块头部信息的SHA256值。

##工作量证明机制中的难度系数

比特币系统是采用哈希碰撞产生区块的，哈希值的计算结果是一个随机数，没有人能直接控制计算的结果。打一个比方，重复N次掷骰子，每掷一次就可以得出一个6（包含6）以下的数字，但是如果想掷出3以下的数字，取得每个结果时平均都要掷2次才行，也就是说掷出“3以下（含3）”比掷出“6以下（含6）”要难一倍，需要多做一倍的工作量。如果定义“6以下（含6）”这个规则的难度系数是1，那么“3以下（含3）”这个规则的难度系数则为2。在比特币协议中，规定一个256位的整数0x00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF为难度“1” ，在当时全网算力下大概需要10分钟左右的哈希计算工作量才可以满足小于等于这一规则。

工作量证明POW的优点：

完全去中心化，节点自由进出。

工作量证明POW的缺点：

依赖计算机通过数学运算获取记账权，造成了电力和计算机硬件资源消耗巨大，共识达成的周期较长，不适合商用。