【三分鐘學 Web3】共識機制:Proof-of-Work

更新於 2024/10/01閱讀時間約 2 分鐘

工作量證明 Proof-of-Work

工作量證明(Proof-of-Work,俗稱 PoW)是比特幣使用的共識機制。
工作量證明,就是比特幣的共識機制會爲每個交易提供一個隨機數(Nonce)作爲答案,而區塊鏈的節點們則要用「儘快」計算出這個答案,才能獲得執行交易的權限,證明你完成了這個工作。
隨機數是一個需要花費大量運算資源計算的數字,很多人爲了能搶先計算出數字,因此會採購高階運算設備,如:顯卡。
組合多個顯卡能提高運算能力,提高獲得虛擬貨幣的機會,因此這樣的設備也被稱爲礦機(Mining Machine),其行爲也被成爲稱礦(Mining)
Yahoo 拍賣上的礦機 (非本人在販售,純粹搜尋到)
而擁有很多台礦機的空間,則被稱爲礦場(Mine)

Proof-of-Work 的優缺點

任何共識機制都有其優劣性,而 PoW 作爲最早期的共識機制,最爲人詬病的缺點就是能源消耗:組合多個高階運算設備來計算隨機數會造成大量用電,使得電費高漲,因此有許多電力吃緊的國家會禁止礦場。
PoW 的第二個缺點就是效率,由於計算隨機數會相對地花費大量時間,所以會比其他共識機制的速度來得更慢一些,不是因爲有大量交易需要被執行,而是因大量交易產生的隨機數需要被計算出來。
優缺點
當然 PoW 也有其優點,就是「相對」其他共識機制抗審查,由於每次執行交易都必須藉由計算隨機數取得證明,所以想要修改資料的人需要確保自己有辦法能領先所有人取得證明,既然無法保證能取得證明,這樣就無法讓特定人士隨意修改資料,保障了「資料的一致性和抗審查」。
總的來說,抗審查和能源效率是一種價值交換,當我們希望貨幣無法被人爲控制,一定程度的效率犧牲難以避免。

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共識機制決定了區塊鏈和虛擬貨幣的發放方式,同時也是區塊鏈的主要運作方式,包含篩選節點和獎勵的方法、比對交易結果的方法、資料儲存的方法;共識機制決定了一個區塊鏈未來是否能良好發展。
區塊鏈是多個技術整合的總稱,最早是採用區塊(Block)作爲儲存資料的單位,其中每個區塊有預設的容量限制,當該區塊滿了,則會生成下一個區塊,並將兩個區塊連結起來,讓他人知道兩個區塊有先後順序;區塊與區塊透過鏈連結在一起,因此叫區塊鏈。
Web3(或稱 Web 3.0)是關於網際網路發展的一個概念(Concept)。 在 Web1 時代,企業架設網站「單向」地提供資訊給民衆。 在 Web3 時代,強調的則是民衆對資料的擁有權(Ownership)。
去中心化(英語:decentralization)是一種網路形態,在傳統的中心化網路中,每個網站或軟體的「資料」存放在特定的伺服器(Server)上由企業保統一管理,而去中心化則是將資料分散在世界各地並交由程式自動運營。
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