區塊鏈共識演算法之POW

pow，proof of work，即工作量證明，是著名公鏈bitcoin所採用的共識演算法。那麼pow到底是什麼玩意呢？簡單來說，pow就是乙個證明，證明你確實做了一定量符合要求的工作。通常「這份工作」做起來有些難度，但是驗證方卻很容易通過結果來驗證是否做了相應的工作。

一句話介紹下位元幣的pow到底在幹什麼？其實就是對區塊頭幾乎**的瘋狂進行hash運算，期間夾雜著nonce的遞增，得出來的hash值與"某個hash值"比大小（也驗證了某位大佬的話：一切演算法的背後本質都是在比大小）。

估計有人一臉懵逼的納尼？區塊頭什麼玩意？hash運算用的雜湊函式家族中的哪個？nonce什麼鬼玩意？"某個hash值" 又是個什麼東西？比大小？到底是比大還是比小？下面一一道來。

1、區塊頭。位元幣的區塊頭大小為80位元組。其中包含4位元組的版本號，32位元組的上一區塊的hash值，32位元組的merkle根hash值，4位元組的時間戳（utc），4位元組的難度值、4位元組的nonce。**如下：

位元幣區塊頭blockheader定義如下：

2、hash運算。位元幣系統使用的是sha256。sha256就是雜湊函式家族中的乙個，輸出值為256位的雜湊演算法。到目前為止，還沒有出現對sha256演算法的有效攻擊。

3、nonce。就是區塊頭中的最後乙個欄位nnonce。位元幣原始碼中對nonce的處理為++pblock->nnonce（期間夾雜著nonce的遞增）。涉及原始碼如下：

4、某個hash值。是由當前全網的難度值（就是區塊頭中的倒數第二欄位nbits）計算得出的，其中形參ncompact就是nbits。原始碼如下：

5、比大小。比的是小，就是瘋狂hash運算後得到的hash值比難度值得到的hash值小，就表示你取到真經啦。其中第80行由難度值nbits得到hash值設定到bntarget中，第87行在比較大小，如果比難度值大，return false。不好意思，白做了。原始碼如下：

以上就是位元幣的pow工作機制了。感興趣的可以仔細看看3、nonce 中的那個最外層 while 迴圈，還有些更深的細節在裡面，這裡就不bb了。pow給人的感覺就是太浪費了。截至目前，整個位元幣全網的算力已經極其巨大了，這種龐大的算力用來做這種無用的hash運算筆者覺得真是巨大的浪費。好了，結束。