yjjnls/Notes

# 工作量证明共识机制
分布式网络的数据一致性是最难的问题了，在这种去中心化的网络集群下就更难了。其中最大的本质差别是，一个公司内的分布式系统中的结点是被假设成可信任的，而在去中心化的网络下，结点要被假设成不可信任的。想象一下，在一堆不可信的结点上做一致性是不是一件很难的事？

这里，需要解决几个与 " 数据一致性 " 相关的问题。

*   以谁的数据为准？
    任何结点都可以修改自己所下载的账本，也就是任何一个人都可以伪造账本。那么，谁的数据才是对的？在去中心化的网络下，我们只能认为，大多数人认识的数据是对的。只要我控制了一半以上的结点，那么我让这 " 大多数人 " 伪造同一份账本，那么相当于整个账本都被我修改过来了。因为在没有服务器的去中心化的网络下，所谓的真理只不过是大多数人同意的东西。
*   " 大多数人 " 的问题。
    是人数吗？在网络世界里，我可以用程序模拟出无穷多的 " 人 " 出来投票，所以，用人数来解决去中心化的问题，在分不清是人还是狗，是生物还是程序的计算机世界里，是一件很愚蠢的事。
*   意见分歧问题。
    如果在同一个时刻，有多个人都在告诉其它人，这账应该这么记。比如说，有人说，左耳朵转了 10 块钱给了耗子叔，有人说，左耳朵转了 20 元给了耗子叔，还有人说，左耳朵没有花钱，是陈皓花的钱。而且，他们的数据都合法，那么，整个网络应该听谁的？

是的，这种没有人组织的玩法真是乱啊。

为了解决这几个问题，比特币使用了 Proof-of-Work 工作量证明机制，也就是 " 挖矿 "。所谓的 " 挖矿 " 其实就是用大规模的计算来找到一个符合系统要求的区块 ID。要找到符合条件的区块 ID 只能通过暴力穷举的方式，所以要付出大量的系统计算资源和电力。

这样一来，我们用这种 " 极度消耗计算力 " 的方式来提高成本，从而有效地遏制或解决下面几个问题。


1.  修改几乎变得不可能。试想，如果生成一个区块需要大量的长时间的计算力。也就是在世界上最好的电脑集群下计算 10 分钟才能打好一个包，那么，当我们要去修改数据内容的时候，这个过程也是一样的。前面说过，如果你要伪造一个块，那么你就要修改后面所有的块，修改一个块的成本如此之高，那么修改整个链的成本也就非常之高了。
2.  能掌握 51% 的算力的人也变得几乎不可能。除了伪造一条链的成本很高，还要控制大多数人的算力，这意味着，是一个非常大的金钱的投入。这两个难度加起来，几乎不太可能。
3.  解决分歧。一方面，这么大的工作量找出来的区块 ID，已经有效地降低了大家有意见冲突的概率。另一方面，就算是出现了合法冲突的区块（同时出现了多个合理的区块，即区块链出现分支 / 分叉），也就是多个合法的账本。而因为挖矿的成本太高，导致要同时跟进多个账本是不可能的，所以矿工们只能赌跟其中一个。大多数人所选择的那一个分支的链就会越来越多，于是另外一边也就无人问津，从而作废了。


你别看 Proof-of-Work 成本这么高，还这么耗电不环保，但是，这是目前去中心化系统中最安全的玩法。