这里介绍工作量证明POW， POW是属于共识机制的内容。
0 ]- ]$ Y) Q/ K! B7 L  tPoW机制中根据矿工的工作量来执行货币的分配和记账权的确定。算力竞争的胜者将获得相应区块记账权和比特币奖励。因此,矿机芯片的算力越高,挖矿的时间更长,就可以获得更多的数字货币。
' R$ u1 M0 s, T. C5 G优点：
0 W, A* ?$ ?. t' e  H算法简单，容易实现；节点间无需交换额外的信息即可达成共识；破坏系统需要投入极大的成本。7 O( u0 |7 ]0 T' V0 q
缺点：/ [6 p: \( Y# H- y" M, I6 s* @
浪费能源；区块的确认时间难以缩短；新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临比特币的算力攻击；容易产生分叉，需要等待多个确认；永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性。
1 n( H) G* B7 b3 w# Q+ i. a! l目前基于PoW共识机制的数字货币有很多，比特币、莱特币、狗狗币、达士币、门罗币等初期的数字货币大多都是PoW共识机制。
# C$ F' U+ Y# o2 a其他的共识机制还有
& \* {" O6 {1 L1 F  E- t9 V& V2 A8 VPoS（Proof of Stake）DPOS（Delegated Proof-of-Stake）DAG(Directed acyclic graph)PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）Pool验证池dBFT（delegated BFT）PoA（Proof-of-Authority）RPCA（Ripple Protocol consensus algorithm）Hcash——PoW+PoS共识机制- S% y+ @# E) C, l7 t5 {* {& L

' g0 I  W" t% o* F0 f8 U这些共识机制，后面有时间会补充上的，今天主要介绍POW! ?" Y. @$ G3 U4 ^9 Y
pow很简单，原理就是 利用计算力，在选择一个nonce的值结合区块的数据算出hash，使得hash的前面多少位都是0.$ ~8 b+ B6 ]; Z/ O* E+ K. v
nonce是一个用来找到满足条件的hash值的数字，nonce值一直迭代，直到hash值有效为止。在我们案例中一个有效的hash值是最少有4个前导0。找到nonce值以满足合适条件的hash值的过程就叫做挖矿。6 F" a) H' o) r5 U/ h
下面给出代码：
' I  H" b, p  _# p$ n; {

1. golang版+ e: K, w1 v+ X: E; \8 |
   
2. package mainimport (    "bytes"
   $ X- d2 @8 j% x1 j& B/ k5 o
3.     "crypto/sha256"; e9 s6 X) W0 j. T. q. U1 A
   
4.     "fmt"( k* x/ g9 o0 E! B5 g" W" y
   
5.     "math", F* p1 K+ p5 u. y! V+ M
   
6.     "math/big")// 前导0，难度const targetBits  = 8type ProofOfWork struct {- i7 G& }  B- D4 p8 M% K+ E
   
7.     block *Block
   ! s( L# s' U. S
8.     targetBit *big.Int
   / }2 _% e5 Y: m: M, v" u
9. }func NewProofOfWork(block *Block) *ProofOfWork  {    // 设置64位全1' s( e5 A' o  `+ l3 G
   
10.     var IntTarget = big.NewInt(1)    //00000000000000000000000000001
    7 y. @- E+ h+ a; }) ~3 G8 _4 V
11.     //10000000000000000000000000000
    % b1 K# v( y, V/ a
12.     //00000000000100000000000000000
    , ]+ R1 }2 D: ^3 b3 w
13.     //0000001
    # c' R2 ~* z6 e% Q$ ~: y! n
14.     // 右移 targetBits位
    8 L4 h6 \! Y5 g  s3 \
15.     IntTarget.Lsh(IntTarget, uint(256 - targetBits))    return &ProofOfWork{block:block, targetBit:IntTarget}
    % {7 m; ]( {6 y8 p
16. }func (pow *ProofOfWork)PrepareRawData(nonce int64)[]byte  {
    . }" T: Y0 i# E
17.     block := pow.block; v- C7 s4 P1 |
    
18.     tmp := [][]byte{
    ; |  E8 ~" ^3 h: T# p
19.         Int2Byte(block.Version),; r0 b! W) q' a' I
    
20.         block.PrevBlockHash,
    " l6 L2 V. X6 m7 [: c  s- o
21.         Int2Byte(block.TimeStamp),
    ! z- N; |* e! }5 H
22.         block.MerkeRoot,4 n' g4 v& Q3 m% U3 f6 w
    
23.         Int2Byte(nonce),- V* B5 W; n2 L! L
    
24.         Int2Byte(targetBits),; y% P  g) K* X1 j5 t% @0 K
    
25.         block.Data}
    - f" ?9 Y6 N# [7 D: K
26.     data := bytes.Join(tmp, []byte{})    return data
    0 Z+ x" f' }% ~) n8 t* j
27. }func (pow *ProofOfWork)Run() (int64, []byte) {    var nonce int64
    ) V& Z/ T. X* A% ]
28.     var hash [32]byte
    / M6 T# z- ^: {' f; d
29.     var HashInt big.Int
    5 @& |; g+ |: M4 p
30.     fmt.Printf("target hash:", pow.targetBit.Bytes())    for nonce $ k# V& [4 C+ n  _" x: t# r4 W, P
    
31. python版
    1 s& Z: J# z7 B/ ]5 K' O* r/ E9 x
32. function isValidHashDifficulty(hash, difficulty) {  for (var i = 0, b = hash.length; i = difficulty;" V' _& P4 N8 I5 q) }# d
    
33. }import hashlib"""
    9 `# p7 q8 j& ]) ~: w
34. 工作量证明9 k% E: K6 a' ?+ t
    
35. """class ProofofWork():! A8 K! s. @9 P6 z
    
36.     """
    6 L$ k% m. C; d
37.     pow1 d0 P" R7 N% Y; _
    
38.     """8 F# z3 O( r% h) k+ j
    
39.     def __init__(self, block):
    ; r; ]4 t2 c/ Q' |1 |! T
40.         self.block = block    def mine(self):6 _! F) V  q8 r8 `: I1 V6 [7 S
    
41.         """: E7 a* M/ B2 W$ }  T" S( d
    
42.         挖矿函数: z3 t0 {2 a$ r3 o$ f& G8 }: ]
    
43.         :return:" D: z  ~& V  E0 o$ s
    
44.         """
      }( P0 ?8 y- z
45.         i = 09 t- X4 _& c5 e. p  \# J( R' N& n/ h
    
46.         prefix = '0000'
    ; _- D* A! A+ T" |0 |( p- ?  P. a! W
47.         while True:+ B* q. {, \# s2 j* D3 `
    
48.             nonce = str(i)
    - ?- g! o" S' L, C) O% g
49.             message = hashlib.sha256()
    1 ^' j3 c2 ?' U; y7 U7 i1 Q
50.             message.update(str(self.block.data).encode('utf-8'))
    ; _) V/ [  E- R" Q. N
51.             message.update(nonce.encode("utf-8"))
    % |$ ?' `- @. e2 u8 P  a
52.             digest = message.hexdigest()            if digest.startswith(prefix):                return nonce, digest
    3 w, F" {2 X6 _1 ^& D6 J6 D1 e
53.             i += 1
    / b& m3 ]& W+ {' N- s

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