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工作量证明(PoW)

PoW的概念

工作量证明(PoW)的概念最早由Cynthia Dwork和Moni Naor在1993年提出,作为一种防止垃圾邮件的手段。 The concept was simple: require the email sender to solve a computational problem before sending. The computational problem is designed to be time-consuming, requiring certain amount of computational power to solve. The receiver of the email would then verify that the sender had solved the computational problem before accepting the email. This verification process would ensure that only legitimate emails are accepted and that spammers are unable to flood the receiver's inbox with unsolicited emails.

这样做的目的是让发送大量垃圾邮件的人更加困难和耗费资源,同时仍然允许合法的邮件发送者几乎不受任何不便地发送他们的邮件。 虽然PoW用于防止垃圾邮件的概念是合理的,但由于它给合法的邮件发送者带来了不便,它并没有得到广泛的采用。 然而,PoW的概念后来被中本聪改造,并用于创建“点对点电子现金系统”,即区块链“比特币”。

比特币的PoW共识

比特币使用PoW机制来决定谁可以在区块链上挖掘新的区块。 挖掘一个区块的过程涉及重复地对区块头和一个随机数进行哈希运算,以找到一个满足网络当前难度目标的哈希值。 矿工们竞争解决这个难题,第一个解决它的矿工会得到新铸造的比特币和与区块中交易相关的任何交易费用作为奖励。

此外,比特币引入了最长链规则,以确保网络在区块链的单一版本上达成一致。 如果两个矿工同时创建区块,就会发生区块链的分叉,形成两个竞争的区块链版本。 而为了确定两个分叉中的哪一个是有效的,要应用最长链规则。 这条规则指出,有效的分叉是拥有最长区块链的分叉,换言之,包含最多工作证明的分叉。

通过使创建新区块变得困难和资源密集,PoW确保了网络的安全性,以及除非某个实体控制了超过51%的计算能力,否则无法控制系统。 此外,奖励机制激励矿工参与并维护网络。 PoW的引入彻底改变了我们对去中心化系统的思考方式,并为许多其他加密货币和区块链应用的发展铺平了道路。

Conflux的PoW共识

Conflux也使用PoW共识机制来保护其网络。 结合Tree-Graph账本结构和 GHAST链选择规则,它可以在保持与比特币和以太坊相同的去中心化和安全性水平的同时,将交易吞吐量(TPS)和确认延迟提高两个数量级以上。

Refer to the Conflux Technical Presentation page 45-47 for the most accurate description of Conflux's throughput.