碳足迹：工作量证明与权益证明

原标题：碳足迹：工作量证明与权益证明

本文要点：

• 工作量证明（Proof-of-Work）和权益证明（Proof-of-Stake）是大多数区块链网络所使用的两个主要共识机制。
• 第一个被发明的工作量证明机制是Hashcash。Hashcash是由Adam Back在2002年发明的。
• 工作量证明解决了拜占庭将军问题。当一个去中心化的网络的控制权集中在一个中央机构时，就会出现拜占庭将军问题。
• 尽管存在环境问题，但比特币和其他PoW区块链的高能源消耗率是其最大的优势。

工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）已经成为大多数区块链采用的两个最主要的共识机制，以确保共识和维护其网络的状态。虽然工作量证明先于股权证明，但两种共识算法都需要能源（电力）来执行其基本功能。然而，它们的能源消耗到什么程度，以及在碳足迹方面对环境有什么影响呢？

第一个发明的工作量证明机制是Hashcash--由Adam Back在2002年提出。PoW已经从Hashcash机制发展到一个更复杂的机制，被比特币和其他老一代区块链如莱特币和以太坊所利用。

工作量证明机制帮助比特币区块链通过由矿工控制的分布式节点在其网络中实现共识。通过将网络上的节点分配给矿工（分散在不同地点），比特币区块链防止了中本聪在2009年提出的被称为拜占庭将军的常见问题，从而实现去中心化。

什么是拜占庭将军问题？

拜占庭将军问题是比特币等去中心化系统的同义词。在比特币网络中，有多个用户，包括矿工。网络上的矿工经常要就一个目标或区块链的合适软件版本达成共识。

当少数人或中央机构控制了网络的大部分时，就会出现拜占庭将军问题。由于这个原因，去中心化受到影响。比特币区块链使用工作量证明共识来解决这个问题。

工作量证明共识是如何运作的

工作量证明（Proof-of-Work）或PoW，正如其名称所暗示的那样，要求网络的参与者执行某些任务以确保其安全。比特币区块链上有矿工参与网络。这些矿工竞争解决加密难题，其解决方案必须得到所有节点的同意，以达成共识，然后用于验证交易，增加区块和产生新的比特币。矿工通过解决这些谜题和成功添加新区块获得奖励。

在工作量证明区块链上挖矿需要大量的计算能力和能量。采矿过程是通过被称为特定应用集成电路（ASIC）或采矿机的能源密集型特殊计算机完成的。随着越来越多的矿工加入网络，其安全性得到提高，使坏蛋无法执行垃圾邮件、51%甚至是拒绝服务（DoS）攻击。