一、区块链如何挖矿***区块链挖矿教程***

1.简答题区块链技术中的挖矿工作需要具有哪些条件?

区块链技术中的挖矿工作需要具有哪些条件?1)一台蚂蚁矿机S9。2)一个电源，建议官电(蚂蚁官方电源)。3)电源线。4)一台电脑：用于注册矿池账号，登录矿机后台，配置挖矿地址和矿工名。5)路由器。6)网线等。7)注册矿池账号。8)钱包/交易所地址：注册钱包或者交易所账号，获取所挖币种的地址，填写至矿池。若不填写地址，收益将暂时存放矿池

区块链是什么，怎么用区块链赚钱？

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。

区块链的赚钱方法：

1、推广赚佣金。

区块链的做法是，首先注册交易所账号，生成自己的邀请链接，然后推广，有人通过你的链接注册了交易所并产生交易的话，你就有佣金。

2、炒币。

炒币就像炒股。炒币是区块链赚钱门槛最低的一种方式。

3、挖矿。

比特币中的“挖矿”就是记账的过程。这个过程需要抢，抢到记账权机会就有奖励，奖励的东西是比特币。这个行为就是“挖矿”。

4、开发钱包。

钱包是区块链的基础设施，就像区块链的“支付宝”或“微信支付”。

拓展资料：

1、区块链（Blockchain）是比特币的一个重要概念，它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。

2、区块链诞生自中本聪的比特币，自2009年以来，出现了各种各样的类比特币的数字货币，都是基于公有区块链的。

3、2016年1月20日，中国人民银行数字货币研讨会宣布对数字货币研究取得阶段性成果。会议肯定了数字货币在降低传统货币发行等方面的价值，并表示央行在探索发行数字货币。中国人民银行数字货币研讨会的表达大大增强了数字货币行业信心。这是继2013年12月5日央行五部委发布关于防范比特币风险的通知之后，第一次对数字货币表示明确的态度。

区块链——百度百科

什么是挖矿，怎么挖矿？

简单来说，挖矿就是利用芯片进行一个与随机数相关的计算，得出答案后以此换取一个虚拟币。虚拟币则可以通过某种途经换取各个国家的货币。运算能力越强的芯片就能越快找到这个随机答案，理论上单位时间内能产出越多的虚拟币。由于关系到随机数，只有恰巧找到答案才能获取奖励。有可能一块芯片下一秒就找到答案，也有可能十块芯片一个星期都没找到答案。越多芯片同时计算就越容易找到答案，内置多芯片的矿机就出现了。而多台矿机组成一个“矿场”同时挖矿更是提高效率。而矿池则是由多个“个体户”加入一个组织一起挖矿，无论谁找到答案挖出虚拟币，所有人同时按贡献的计算能力获得相应的报酬，这种方式能使“个体户”收入更稳定。

举一个通俗的例子：

我在一张纸上随便写一串数字，给出部分提示，谁猜对就给他奖金(挖矿)

聪明的人根据提示能作出更多猜测(计算能力)

有人出钱请许多人回来一起猜测(矿场)

有人召集大家一起猜测，无论谁猜到，按照每个人猜测次数比例分配奖金(矿池)

上面举的例子大家可以看到，越聪明的人能作出越多次猜测，猜到的机会就越大，相应地能获得越多的收益。

我们以比特币为例

比特币网络上进行着大量的交易

这些交易需要被记录到账本中才有效

每10分钟左右会生成一个账单

为了鼓励大家都来帮忙记账

现在规定第一个记下账的“会计”可以获得12.5个比特币的奖励

但是这个账本有一个很复杂的密码

只有第一个破解出密码的人才能记账获取奖励

但因为这个密码太过复杂且没有规律，只能靠猜

于是大家就拼命尝试密码

比特币挖矿就是依靠区块链技术获取比特币。区块链就相当于一个账本，每一个区块就是一页账单，将所有的区块连在一起就是区块链，任何的交易信息转账记录都被记录在区块链里面。比特币挖矿就类似一个寻宝游戏，每隔一段时间，比特币系统就在系统节点上生成一个随机代码，互联网中所有的计算机都可以寻找这个代码，谁只要一找到就会生成一个区块，随即得到一个比特币，这个产生比特币的过程就是“比特币挖矿”。

一般挖矿的种类分为两种，一种是普通挖矿，另一种是云挖矿。普通挖矿就是自己购买设备自行安放进行挖矿，但是这种挖矿牵扯到供电费、主板、显卡、配件、噪音、散热、占地等多方面，比较麻烦，因此不推荐。

和我们比较贴近，也比较适用于我们的就是“云挖矿”。云挖矿就是你在平台付款购买云算力然后坐享其成就可以了，其余的一切事宜皆由平台处理，简便安全。

我们经常看到有矿工为了挖矿，不断升级计算机配置，或者买多台计算机，其实质目的就是为了提高自己的算力。挖矿的过程是每一个矿工，在一个时间段里，和所有的矿工竞争计算那一份比特币，实质就是一个人的算力PK全球的算力，由此可见，挖矿没那么容易。

什么是算力？

在“挖矿”的过程中，我们需要找到其相应的解，而要找到其解，并没有固定算法，只能靠计算机随机的哈希碰撞。一台矿机每秒钟能做多少次哈希碰撞，就是其“算力”的代表，单位写成hash/s。

二、区块链怎么自我修养的(区块链如何玩)

谈谈我个人对区块链行业的看法

为什么各个企业要加入区块链行业

区块行业的发展

区块链1.0时代是以比特币为代表的，这一时期解决了在“去中心化”的价值转移问题如BTCLTC等

区块链2.0时代是以以太坊为代表的，这一时期的以太坊提出的智能合约使得区块链不再只是货币领域，区块链能够应用到各行各业，期间大量服务于各行各业的项目层出不穷

区块链3.0时代是以众多公链为代表的，这一时期公链运算速度大幅度上升远超以太坊，因此DAPP大规模爆发。

简单来说如果把区块链2.0比喻成4G，那么区块链3.0就是5G时代。

区块链对传统行业到底有什么实际价值，

可以从以下几个方面来解读：

（一）区块链是一种安全的数据处理的手段。

区块链本质上有四项不可缺的核心技术，分别是：分布式存储、共识机制、密码学原理、智能合约。分别对应数据存储，数据的处理更新，数据安全和数据操作，

为摆脱现在“中心化”服务器的种种问题，比如：黑客攻击、宕机、贩卖用户信息区块链使用这四项核心技术进行数据处理，从而使得数据变得可追溯且不容篡改。所有信息在写入的那一刻会被记录在区块链上，之后的运输、销售、监管也将完整地记录在区块链上，任何人都无法擅自更改。日后一旦发生问题，便可以轻松追溯到当时的信息，进而明确问责与赔偿。这也是为什么是叫链的原因。基于这样的特点区块链被用于确权，医疗，慈善等信息造假严重的领域。

（二）区块链是一次头脑风暴。

基于区块链“去中心化”的特性，导致了在区块链行业中，没有一个权威,或者说每个个体都是权威。因此采用协商一致的机制，即“共识机制”，基于节点们的投票、信任，使整个系统中的所有节点都能在这个系统中自由安全地存储数据、更新数据。共识机制的不同决定了系统的运营角度的不同

（三）区块链是一次通证化

基于区块链1.0的基调和2.0的思想，基本所有的区块链运行都需要通证，作为记账的酬劳通证成为链上矿工劳动的成果。通证的质量影响着矿工贡献的热情。通证与股票极其类似，所以通证的质量决定了公司的好坏。

企业上链

区块链与互联网大为不同，它的目标不是将企业的产品变得更为好卖（因为类似的目标已经让互联网实现了）。而是将这些产品或服务所承载的某些信息放到新的基础设施上产生新的价值。在共识经济学里，这种信息被称为熵资产。之所以被称为熵资产有两个原因：一是具有稀缺性；二是对共识的形成具有贡献。

只有对创建共识有价值的信息进入区块链才是一件性价比高的事情。其中最初级的部分是可追溯的产品信息，但是可追溯的价值不是每个行业都必需的，而且区块链未必能够很好的解决底层资产的真实性问题。通常来说，无形资产比较适合上链，因为可以采用“公开即确权”的特点快速的完善产权体系。

但是将实体商品上链要格外慎重，如果采用物联网技术才能实现真实性追溯的话，其法币代价可能过于高昂，实际回报太低。

企业上链就是对传统企业进行区块链经济化改造，让其上链经营，成为区块链经济组织，就是企业上链。一个标准的区块链经济组织，是分布式自治组织，通过发行通证，凝聚共识，替代传统协作模式，提升了生产力，让参与创造财富的各种利益相关者，都具有组织的长期利益的共治和共享权力，企业上链最大价值在于提供新的经济发展动能，企业的生产成本降低，企业资产价值提升。消费者可以购买通证，分享企业的发展及收益；上下游企业也能购买通证，直接抵扣货款或其他交易往来；产业链整合后，大家会共同监督产业各企业的发展，并维护通证的稳定。时至今日，很多企业都开始将目光瞄准了企业上链。

企业上链的困难

1.初涉区块链行业信息闭塞

2.新通证经济模式下缺乏成功适合企业运营模式

3.新技术缺乏相应人才

4.初期投入成本巨大

面对如此问题，不少企业望而却步，为保证企业上链的顺利进行可以通过BCSeeker寻找区块链行业服务供应商。BCSeeker以自由开放的形式让提供方商和客户在这个平台上寻找贸易伙伴，寻求服务、洽谈生意，可以说在互联网上建立了一个无地理和时间障碍的自由的撮合市场，并且全过程对双方完全免费。

BCSeeker专门为上链企业开辟了一条道路，您还在等什么？

区块链技术的个人理解与感想

我认识区块链到开始了解区块链只有不到3个月的时间。从我有限的理解和认知中我产生了一些想法。下面就是我个人关于区块链这个最新技术的一点看法和联想。

区块链第一个特性就是他的加密方法。采用的是256位的哈希算法。按照现在技术是无法反向破解。也就是说谁也没有能力打开一把没有钥匙的锁。这在现实世界中是不存在的。现在世界是不管再坚固的锁，也是可以被破解的。这个技术解决了一个最最重要的问题就是隐私的保护和安全性。从这个技术上看到了现在社会中的每个人其实是没有安全感的。说到安全感大家可能就会认为是身体的安全。其实安全这个词存在于我们生活中的方方面面。区块链技术首先用技术解决了安全问题。也就让所有人相信他的绝对安全性。第一个共识就产生了。

第二个特性，就是去中心化。人类社会从建立的那一天开始就是有中心化的。部落，家族，民族，军队，国家的形成。都是中心化的体现。

中心化意味着管理的集中。在这种管理的集中过程中全世界都在追求民主，产生了民主集中制。各种形形色色的民主其实只是概念性的体现。真正的民主很难在中心化的结构中形成。纵观整个世界所有的先进的社会体制都不是真正的民主。民主首先我认为就不能是等级化的。或者说不能是自上而下的。民主是一种平等的最好体现。人类在追求自由平等的路上走了几千年。发现绝对的自由和平等是不可能实现的。所以当区块链的去中心化概念出现的那一刻起。理想主义的自由平等观念似乎要产生了。让全社会的人看到了实现自由平等和民主的可能性。虽说去中心化是一种理想，但理想被看到了一丝丝曙光的时候。大家都开始兴奋了。现在对比特币等加密币的炒作明显有些跑题。但是这确实是由一群理想主义者实现的。就是这批狂热的区块链信徒。让区块链影响着整个加密币市场。

如何搭建自己的区块链

第一部分:从

到

1

建立自己的区块链

目录:

1.1

从模仿开始,初识区块链

1.2

区块链的基础:共识机制剖析

1.3

共识机制的设计原理和设计方法

1.4

如何快速克隆一条区块链

1.5

如何把比特币变成自己的私链–分叉比特币

1.6

如何把以太坊变成自己的私链–分叉以太坊

1.7

如何把

Ripple

变成自己的私链–分叉

ripple

1.8

如何把

stellar

变成自己的私链–分叉

stellar

1.9

如何搭建一个矿池,并挖出自己的创始区块

1.10

如何开发自己的区块链钱包(Windows

和

MAC)

1.11

如何开发自己的区块链钱包(Android

和

IOS)

1.12

如何开发一个类似于

blockchain.info

的在线钱包

1.13

如何增加自己的区块链网络的安全性和鲁棒性

1.14

如何利用

coind

来处理充值提现业务

1.15

如何利用资金池搭建一个混币服务

1.16

如何设计一种新的挖矿算法

一般情况下都是这个流程，但一般人也是非常难以完成的。区块链成熟的项目有以太坊、DECENT、比特币等等。

“蜂巢思维”，区块链时代的第一性原理

人造世界就像天然世界一样，很快就会具有自治力、适应力以及创造力，也随之失去我们的控制。但在我看来，这却是个最美妙的结局。

——《失控》

"蜂巢思维"出自凯文·凯利的《失控》（1994），简单的说“蜂巢思维”就是“群体思维”。蜜蜂的群体结构，在蜂巢之中每个个体各有分工，自发维系整个蜂巢，蜂巢就像是一个整体，汇集了每个个体的思维。凯文·凯利用蜂巢思维比喻人类的协作带来的群体的智慧。

1.蜂群的“蜂巢思维”

“蜂群的灵魂”在哪里？早在1901年，比利时作家莫利斯·梅特林克发出了这样的疑问：它由谁统治，由谁发布命令，由谁预见未来……？

现在我们已经能确定统治者不是蜂后。当蜂群从蜂巢前面狭小的出口涌出时，蜂后只能跟着。蜂后的女儿负责选择蜂群应该何时何地安顿下来。五、六只无名工蜂在前方侦察，核查可能安置蜂巢的树洞和墙洞。他们回来后，用约定的舞蹈向休息的蜂群报告。在报告中，侦察员的舞蹈越夸张，说明她主张使用的地点越好。接着，一些头目们根据舞蹈的强烈程度核查几个备选地点，并以加入侦察员旋转舞蹈的方式表示同意。这就引导更多跟风者前往占上风的候选地点视察，回来之后再加入看法一致的侦察员的喧闹舞蹈，表达自己的选择。

除去侦察员外，极少有蜜蜂会去探查多个地点。蜜蜂看到一条信息：“去那儿，那是个好地方。”它们去看过之后回来舞蹈说，“是的，真是个好地方。”通过这种重复强调，所属意的地点吸引了更多的探访者，由此又有更多的探访者加入进来。按照收益递增的法则，得票越多，反对越少。渐渐地，以滚雪球的方式形成一个大的群舞，成为舞曲终章的主宰。最大的蜂群获胜。

这是一个白痴有、白痴享、白痴治的选举大厅，其产生的效果却极为惊人。这是民主制度的真髓，是彻底的分布式管理。曲终幕闭，按照民众的选择，蜂群挟带者蜂后和雷鸣般的嗡嗡声，向着通过群选确定的目标前进。这是一个由两万个群氓合并成的整体，它和比特币的方式有异曲同工之妙。

2.蚂蚁的“蜂巢思维”

从一个定居点搬到另一个定居点的蚁群，会展示出涌现控制下的“卡夫卡式噩梦”效应。你会看到，当一群蚂蚁用嘴拖着卵、幼虫和蛹拔营西去的时候，另一群热枕的工蚁却在以同样的速度拖着那些家当掉头东行。而与此同时，还有一些蚂蚁，也许是意识到了信号的混乱和冲突，正空着手一会儿向东一会儿向西的乱跑。简直是典型的办公室场面。

不过，尽管如此，整个蚁群还是成功地转移了。在没有上级作出任何明确决策的情况下，蚁群选定一个新的地点，发出信号让工蚁开始建巢，然后就开始进行自我管理。

3.鸟群的“蜂巢思维”

一个鸟群并不是一只硕大的鸟。科学报道记者詹姆斯·格雷克写道：“单只鸟或一条鱼的运动，无论怎样流畅，都不能带给我们像玉米地上空满天打旋的燕八哥或百万鲰鱼鱼贯而行的密集队列所带来的震撼。（鸟群疾转逃离掠食者的）高速电影显示出，转向的动作以波状传感的方式，以大约七十分之一秒的速度从一只鸟传到另一只鸟。比单只鸟的反应要快得多。”鸟群远非鸟的简单聚合。

4.算法生成的群体智慧

在《蝙蝠侠归来》中有一个场景，一大群黑色大蝙蝠一窝蜂地穿越水淹的隧道涌向纽约市中心。这些蝙蝠是由电脑制作的。动画绘制者先制作一只蝙蝠，并赋予它一定的空间以使之能自动地扇动翅膀；然后再复制出几十个蝙蝠，直至成群。之后，让每只蝙蝠独自在屏幕上四处飞动，但要遵循算法中植入的几条简单规则：不要撞上其他的蝙蝠，跟上自己旁边的蝙蝠，离队不要太远。当这些“算法蝙蝠”在屏幕上运行起来时，就如同真的蝙蝠一样成群结队而行了。

5.涌现——看不见的手

“蜂巢思维”的神奇在于，没有一只蜜蜂在控制它，但是有一只看不见的手，一只从大量愚钝的成员中涌现出来的手，控制着整个群体。它的神奇还在于，量变引起质变。要想从单个虫子的机体过度到集群机体，只需要增加虫子的数量，使大量的虫子聚集在一起，使它们能够相互交流。等到某一阶段，当复杂度达到某一程度时，“集群”就会从“虫子”中涌现出来。

蚂蚁研究的先驱者惠勒认为，集群所形成的超级有机体，是从大量聚集的普通昆虫有机体中“涌现”出来的。他指出，这种涌现是一种科学，一种技术的、理性的解释，而不是什么神秘主义或炼金术。

涌现是一种非常普通的自然现象。涌现这个概念表现的是一种不同类型的因果关系。在这里，2+2不等于4，甚至不可能意外地等于5。在涌现的逻辑里，2+2=苹果。当聆听巴赫时，充溢我们身心的所有“巴赫的气息”，就是一副富有诗意的图景，恰如其分地展现出富有含义的模式是如何从音符以及其他信息中涌现出来的。

要想洞悉一个系统所蕴藏的涌现结构，最快捷、最直接也是唯一可靠的方法就是运行它。就此而言，有什么潜藏在人类个体中没有涌现出来，除非所有的人都通过人际交流或政治管理联系起来？在这种类似于蜂巢的仿生超级思维中，一定酝酿着某种最出人意料的东西。这里有一个关于活系统的普遍规律：低层级的存在无法推断出高层级的复杂性。

计算机科学家越来越意识到，蜂巢思维和分布式问题是一体的，它们都是从一大堆相互连接的部件中涌现出来的模式。

6.从量变到质变

事物的涌现大都依赖于一定数量的个体，一个群体，一个集体，一个团伙，或是更多。满满一槽的水，当你拔去水槽的塞子，水就会开始搅动，形成涡流。涡流发展成为漩涡，像有生命一般成长。不一会儿，漩涡从水面扩展到槽底，带动了整个水槽里的水。不停变化的水分子瀑布在龙卷中旋转，时刻改变着漩涡的形状。

不管我们在何时拔掉塞子，漩涡都会无一例外地出现。漩涡是一种涌现的事物——如同群一样，它的能量及结构蕴涵于群体而非单个水分子的能量和特性之中。一如所有涌现的事物，漩涡的特性来源于大量共存的其他个体，一滴水并不足以显现出漩涡，而一把沙子也不足以引发沙丘的崩塌。

数量能带来本质性的差异。一粒沙子不能引起沙丘的崩塌，但是一旦堆积了足够多的沙子，就会出现沙丘，进而也就能引发一场沙崩。一些物理属性，如温度，也取决于分子的集体行为。当连接度高且成员数目大时，就产生了群体行为的动态特性——量变引起质变。

7.区块链：二十一世纪的图标

原子是20世纪科学的图标。原子象征着简单所代表的质朴力量，代表着牛顿的机械论世界观，不管是科学还是管理，都遵从于自上而下的层级结构。一个带有禅意的思想：原子是过去，下个世纪的科学象征是充满活力的网络。

网络的图标是没有中心的——它是一大群彼此相连的小圆点，是由一堆彼此指向、相互纠缠的箭头织成的网。达尔文在其巨著《物种起源》中论述了物种如何从个体中涌现而出。这些个体的自身利益彼此冲突，却又相互关联。当他试图寻找一幅插图做此书的结尾时，他选择了缠结的网。

网络是唯一有能力无偏见地发展或无引导地学习的组织形式。所有其他的拓扑结构都会限制可能发生的事物。群的拓扑结构多种多样，但是唯有庞大的网状结构才能包容形态的真正多样性。

网络是群体的象征，由此产生的群组织——分布式系统——将自我散布在整个网络，以致于没有哪一部分能说，“我就是我”。无数的个体思维聚在一起，形成了无可逆转的社会性。它所表达的既包含了计算机的逻辑，又包含了大自然的逻辑，进而展现出一种超越理解能力的力量。暗藏在网络之中的是神秘的看不见的手——一种没有权威存在的控制。原子代表的是简洁明了，而网络传送的是由复杂性而生的凌乱之力。

1962年，第一篇有影响力的论文《分布式通信网络》宣告网络的诞生，之后的几十年，网络得到巨大发展，发展成为有围墙花园的互联网。人们发现围墙花园并不是堡垒，反而更像是监狱。

区块链在这个时候应运而生，比特币在2008年金融危机之后首次打破围墙，创造了一个新的天地。经过近十年的发展，它已迅速发展成为一个3342亿美元的新兴行业。区块链基于P2P网络，融入密码学、概率论、计算机科学、行为经济学、社会学等多门学科，依赖群体智慧和涌现模式，组成了一个分布式、去中心化、协作及可适应性的网络。区块链将掀起一场革命，在这里，蜂巢似的群体是主角。

8.达尔文时代的数学原理

达尔文的自然选择说中最不能让人接受的部分就是它的必然性。自然选择的条件非常特殊，但这些条件一旦满足，自然选择就会无可避免地发生！自然选择也许不该被称为生物学定律。它发生的原因不是生物学，而是概率论。

进化不是一个生物过程，它整合了技术、数学、信息和生物学的过程，几乎可以说，进化是一条物理法则，适用于所有的群体，不管它们有没有基因。

我相信存在一种生命的数学。自然选择也许就是这种数学中的加法。要想充分解释生命的起源、复杂性的趋势以及智能的产生，不仅仅需要加法，还需要一门丰富的数学，由各种互为基础的复杂函数所组成。它需要更为深入的进化。单凭自然选择是远远不够的。要想大有作为，就必须融入更富创造力和生产力的过程。除去自然选择，它必须有更多的手段。

一如乘法是某种连加运算，但从这种快捷运算中涌现出了全新的力量，如果我们只把乘法看成是加法的重复，就永远也不可能掌握这种力量。只满足于加法，你就永远得不到E=mc?。

任何事物聚集成群都会与原来有所不同：聚合体越多，由一个聚合体触发另一个聚合体这样的相互作用就越有可能会呈指数级增长。在某个点上，不断增加的多样性和聚合体数量就会达到一个临界值，从而使系统中一定数量的聚合体瞬间形成一个自发的环，一个自生成、自支持、自转化的化学网络。

区块链就是这样的网络，聚合自组织的蜂巢，从多个维度上进行自然选择，在不同的尺度上，以不同的节律，用不同的风格运行着。这种多元化的深度进化，犹如智能，是从某种动态群落中涌现出来的。这种最具适应性的系统是如此不羁，以至于与失控之间仅一线之隔。进化的系统会自己找到这个平衡点。

引述阿博切那个怪人的话，他说：“我更关心那些空白的地方，那些能想象得到却实现不了的形态。”在区块链的网络里，未来已来！

三、区块链如何形成共识(区块链共识机制是什么)

区块链常见的三大共识机制

区块链是建立在P2P网络，由节点参与的分布式账本系统，最大的特点是“去中心化”。也就是说在区块链系统中，用户与用户之间、用户与机构之间、机构与机构之间，无需建立彼此之间的信任，只需依靠区块链协议系统就能实现交易。

可是，要如何保证账本的准确性，权威性，以及可靠性？区块链网络上的节点为什么要参与记账？节点如果造假怎么办？如何防止账本被篡改？如何保证节点间的数据一致性？……这些都是区块链在建立“去中心化”交易时需要解决的问题，由此产生了共识机制。

所谓“共识机制”，就是通过特殊节点的投票，在很短的时间内完成对交易的验证和确认；当出现意见不一致时，在没有中心控制的情况下，若干个节点参与决策达成共识，即在互相没有信任基础的个体之间如何建立信任关系。

区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法，在机器之间建立“信任”网络，从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。

不同的区块链种类需要不同的共识算法来确保区块链上最后的区块能够在任何时候都反应出全网的状态。

目前为止，区块链共识机制主要有以下几种：POW工作量证明、POS股权证明、DPOS授权股权证明、Paxos、PBFT（实用拜占庭容错算法）、dBFT、DAG（有向无环图）

接下来我们主要说说常见的POW、POS、DPOS共识机制的原理及应用场景

概念：

工作量证明机制（Proofofwork），最早是一个经济学名词，指系统为达到某一目标而设置的度量方法。简单理解就是一份证明，用来确认你做过一定量的工作，通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量。

工作量证明机制具有完全去中心化的优点，在以工作量证明机制为共识的区块链中，节点可以自由进出，并通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权，求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。

应用：

POW最著名的应用当属比特币。在比特币网络中，在Block的生成过程中，矿工需要解决复杂的密码数学难题，寻找到一个符合要求的BlockHash由N个前导零构成，零的个数取决于网络的难度值。这期间需要经过大量尝试计算（工作量），计算时间取决于机器的哈希运算速度。

而寻找合理hash是一个概率事件，当节点拥有占全网n%的算力时，该节点即有n/100的概率找到BlockHash。在节点成功找到满足的Hash值之后，会马上对全网进行广播打包区块，网络的节点收到广播打包区块，会立刻对其进行验证。

如果验证通过，则表明已经有节点成功解迷，自己就不再竞争当前区块，而是选择接受这个区块，记录到自己的账本中，然后进行下一个区块的竞争猜谜。网络中只有最快解谜的区块，才会添加的账本中，其他的节点进行复制，以此保证了整个账本的唯一性。

假如节点有任何的作弊行为，都会导致网络的节点验证不通过，直接丢弃其打包的区块，这个区块就无法记录到总账本中，作弊的节点耗费的成本就白费了，因此在巨大的挖矿成本下，也使得矿工自觉自愿的遵守比特币系统的共识协议，也就确保了整个系统的安全。

优缺点

优点：结果能被快速验证，系统承担的节点量大，作恶成本高进而保证矿工的自觉遵守性。

缺点：需要消耗大量的算法，达成共识的周期较长

概念：

权益证明机制（ProofofStake），要求证明人提供一定数量加密货币的所有权。

权益证明机制的运作方式是，当创造一个新区块时，矿工需要创建一个“币权”交易，交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间，依据算法等比例地降低节点的挖矿难度，从而加快了寻找随机数的速度。

应用：

2012年，化名SunnyKing的网友推出了Peercoin（点点币），是权益证明机制在加密电子货币中的首次应用。PPC最大创新是其采矿方式混合了POW及POS两种方式，采用工作量证明机制发行新币，采用权益证明机制维护网络安全。

为了实现POS，SunnyKing借鉴于中本聪的Coinbase，专门设计了一种特殊类型交易，叫Coinstake。

上图为Coinstake工作原理，其中币龄指的是货币的持有时间段，假如你拥有10个币，并且持有10天，那你就收集到了100天的币龄。如果你使用了这10个币，币龄被消耗（销毁）了。

优缺点：

优点：缩短达成共识所需的时间，比工作量证明更加节约能源。

缺点：本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算，转账真实性较难保证

概念：

授权股权证明机制（DelegatedProofofStake），与董事会投票类似，该机制拥有一个内置的实时股权人投票系统，就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会，所有股东都在这里投票决定公司决策。

授权股权证明在尝试解决传统的PoW机制和PoS机制问题的同时，还能通过实施科技式的民主抵消中心化所带来的负面效应。基于DPoS机制建立的区块链的去中心化依赖于一定数量的代表，而非全体用户。在这样的区块链中，全体节点投票选举出一定数量的节点代表，由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。

同时，区块链中的全体节点具有随时罢免和任命代表的权力。如果必要，全体节点可以通过投票让现任节点代表失去代表资格，重新选举新的代表，实现实时的民主。

应用：

比特股（Bitshare）是一类采用DPOS机制的密码货币。通过引入了见证人这个概念，见证人可以生成区块，每一个持有比特股的人都可以投票选举见证人。得到总同意票数中的前N个（N通常定义为101）候选者可以当选为见证人，当选见证人的个数（N）需满足：至少一半的参与投票者相信N已经充分地去中心化。

见证人的候选名单每个维护周期（1天）更新一次。见证人然后随机排列，每个见证人按序有2秒的权限时间生成区块，若见证人在给定的时间片不能生成区块，区块生成权限交给下一个时间片对应的见证人。DPoS的这种设计使得区块的生成更为快速，也更加节能。

DPOS充分利用了持股人的投票，以公平民主的方式达成共识，他们投票选出的N个见证人，可以视为N个矿池，而这N个矿池彼此的权利是完全相等的。持股人可以随时通过投票更换这些见证人（矿池），只要他们提供的算力不稳定，计算机宕机，或者试图利用手中的权力作恶。

优缺点：

优点：缩小参与验证和记账节点的数量，从而达到秒级的共识验证

缺点：中心程度较弱，安全性相比POW较弱，同时节点代理是人为选出的，公平性相比POS较低，同时整个共识机制还是依赖于代币的增发来维持代理节点的稳定性。

深入了解区块链的共识机制及算法原理

所谓“共识机制”，是通过特殊节点的投票，在很短的时间内完成对交易的验证和确认；对一笔交易，如果利益不相干的若干个节点能够达成共识，我们就可以认为全网对此也能够达成共识。再通俗一点来讲，如果中国一名微博大V、美国一名虚拟币玩家、一名非洲留学生和一名欧洲旅行者互不相识，但他们都一致认为你是个好人，那么基本上就可以断定你这人还不坏。

要想整个区块链网络节点维持一份相同的数据，同时保证每个参与者的公平性，整个体系的所有参与者必须要有统一的协议，也就是我们这里要将的共识算法。比特币所有的节点都遵循统一的协议规范。协议规范（共识算法）由相关的共识规则组成，这些规则可以分为两个大的核心：工作量证明与最长链机制。所有规则（共识）的最终体现就是比特币的最长链。共识算法的目的就是保证比特币不停地在最长链条上运转，从而保证整个记账系统的一致性和可靠性。

区块链中的用户进行交易时不需要考虑对方的信用、不需要信任对方，也无需一个可信的中介机构或中央机构，只需要依据区块链协议即可实现交易。这种不需要可信第三方中介就可以顺利交易的前提是区块链的共识机制，即在互不了解、信任的市场环境中，参与交易的各节点出于对自身利益考虑，没有任何违规作弊的动机、行为，因此各节点会主动自觉遵守预先设定的规则，来判断每一笔交易的真实性和可靠性，并将检验通过的记录写入到区块链中。各节点的利益各不相同，逻辑上将它们没有合谋欺骗作弊的动机产生，而当网络中有的节点拥有公共信誉时，这一点尤为明显。区块链技术运用基于数学原理的共识算法，在节点之间建立“信任”网络，利用技术手段从而实现一种创新式的信用网络。

目前区款连行业内主流的共识算法机制包含：工作量证明机制、权益证明机制、股份授权证明机制和Pool验证池这四大类。

工作量证明机制即对于工作量的证明，是生成要加入到区块链中的一笔新的交易信息(即新区块)时必须满足的要求。在基于工作量证明机制构建的区块链网络中，节点通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权，求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。工作量证明机制具有完全去中心化的优点，在以工作量证明机制为共识的区块链中，节点可以自由进出。大家所熟知的比特币网络就应用工作量证明机制来生产新的货币。然而，由于工作量证明机制在比特币网络中的应用已经吸引了全球计算机大部分的算力，其他想尝试使用该机制的区块链应用很难获得同样规模的算力来维持自身的安全。同时，基于工作量证明机制的挖矿行为还造成了大量的资源浪费，达成共识所需要的周期也较长，因此该机制并不适合商业应用。

2012年，化名SunnyKing的网友推出了Peercoin，该加密电子货币采用工作量证明机制发行新币，采用权益证明机制维护网络安全，这是权益证明机制在加密电子货币中的首次应用。与要求证明人执行一定量的计算工作不同，权益证明要求证明人提供一定数量加密货币的所有权即可。权益证明机制的运作方式是，当创造一个新区块时，矿工需要创建一个“币权”交易，交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间，依据算法等比例地降低节点的挖矿难度，从而加快了寻找随机数的速度。这种共识机制可以缩短达成共识所需的时间，但本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算。因此，PoS机制并没有从根本上解决PoW机制难以应用于商业领域的问题。

股份授权证明机制是一种新的保障网络安全的共识机制。它在尝试解决传统的PoW机制和PoS机制问题的同时，还能通过实施科技式的民主抵消中心化所带来的负面效应。

股份授权证明机制与董事会投票类似，该机制拥有一个内置的实时股权人投票系统，就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会，所有股东都在这里投票决定公司决策。基于DPoS机制建立的区块链的去中心化依赖于一定数量的代表，而非全体用户。在这样的区块链中，全体节点投票选举出一定数量的节点代表，由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。同时，区块链中的全体节点具有随时罢免和任命代表的权力。如果必要，全体节点可以通过投票让现任节点代表失去代表资格，重新选举新的代表，实现实时的民主。

股份授权证明机制可以大大缩小参与验证和记账节点的数量，从而达到秒级的共识验证。然而，该共识机制仍然不能完美解决区块链在商业中的应用问题，因为该共识机制无法摆脱对于代币的依赖，而在很多商业应用中并不需要代币的存在。

Pool验证池基于传统的分布式一致性技术建立，并辅之以数据验证机制，是目前区块链中广泛使用的一种共识机制。

Pool验证池不需要依赖代币就可以工作，在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础之上，可以实现秒级共识验证，更适合有多方参与的多中心商业模式。不过，Pool验证池也存在一些不足，例如该共识机制能够实现的分布式程度不如PoW机制等

这里主要讲解区块链工作量证明机制的一些算法原理以及比特币网络是如何证明自己的工作量的，希望大家能够对共识算法有一个基本的认识。

工作量证明系统的主要特征是客户端要做一定难度的工作来得到一个结果，验证方则很容易通过结果来检查客户端是不是做了相应的工作。这种方案的一个核心特征是不对称性：工作对于请求方是适中中的，对于验证方是易于验证的。它与验证码不同，验证码是易于被人类解决而不是易于被计算机解决。

下图所示的为工作量证明流程。

举个例子，给个一个基本的字符创“hello，world！”，我们给出的工作量要求是，可以在这个字符创后面添加一个叫做nonce（随机数）的整数值，对变更后（添加nonce）的字符创进行SHA-256运算，如果得到的结果（一十六进制的形式表示）以“0000”开头的，则验证通过。为了达到这个工作量证明的目标，需要不停地递增nonce值，对得到的字符创进行SHA-256哈希运算。按照这个规则，需要经过4251次运算，才能找到前导为4个0的哈希散列。

通过这个示例我们对工作量证明机制有了一个初步的理解。有人或许认为如果工作量证明只是这样一个过程，那是不是只要记住nonce为4521使计算能通过验证就行了，当然不是了，这只是一个例子。

下面我们将输入简单的变更为”Hello,World!+整数值”，整数值取1~1000，也就是说将输入变成一个1~1000的数组：Hello,World!1；Hello,World!2；...；Hello,World!1000。然后对数组中的每一个输入依次进行上面的工作量证明—找到前导为4个0的哈希散列。

由于哈希值伪随机的特性，根据概率论的相关知识容易计算出，预计要进行2的16次方次数的尝试，才能得到前导为4个0的哈希散列。而统计一下刚刚进行的1000次计算的实际结果会发现，进行计算的平均次数为66958次，十分接近2的16次方（65536）。在这个例子中，数学期望的计算次数实际就是要求的“工作量”，重复进行多次的工作量证明会是一个符合统计学规律的概率事件。

统计输入的字符创与得到对应目标结果实际使用的计算次数如下：

对于比特币网络中的任何节点，如果想生成一个新的区块加入到区块链中，则必须解决出比特币网络出的这道谜题。这道题的关键要素是工作量证明函数、区块及难度值。工作量证明函数是这道题的计算方法，区块是这道题的输入数据，难度值决定了解这道题的所需要的计算量。

比特币网络中使用的工作量证明函数正是上文提及的SHA-256。区块其实就是在工作量证明环节产生的。旷工通过不停地构造区块数据，检验每次计算出的结果是否满足要求的工作量，从而判断该区块是不是符合网络难度。区块头即比特币工作量证明函数的输入数据。

难度值是矿工们挖掘的重要参考指标，它决定了旷工需要经过多少次哈希运算才能产生一个合法的区块。比特币网络大约每10分钟生成一个区块，如果在不同的全网算力条件下，新区块的产生基本都保持这个速度，难度值必须根据全网算力的变化进行调整。总的原则即为无论挖矿能力如何，使得网络始终保持10分钟产生一个新区块。

难度值的调整是在每个完整节点中独立自动发生的。每隔2016个区块，所有节点都会按照统一的格式自动调整难度值，这个公式是由最新产生的2016个区块的花费时长与期望时长（按每10分钟产生一个取款，则期望时长为20160分钟）比较得出来的，根据实际时长一期望时长的比值进行调整。也就是说，如果区块产生的速度比10分钟快，则增加难度值；反正，则降低难度值。用公式来表达如下：

新难度值=旧难度值*（20160分钟/过去2016个区块花费时长）。

工作量证明需要有一个目标值。比特币工作量证明的目标值（Target）的计算公式如下：

目标值=最大目标值/难度值，其中最大目标值为一个恒定值0x00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

目标值的大小与难度值成反比，比特币工作量证明的达成就是矿中计算出来的区块哈希值必须小于目标值。

我们也可以将比特币工作量的过程简单的理解成，通过不停变更区块头（即尝试不同nonce值）并将其作为输入，进行SHA-256哈希运算，找出一个有特定格式哈希值的过程（即要求有一定数量的前导0），而要求的前导0个数越多，难度越大。

可以把比特币将这道工作量证明谜题的步骤大致归纳如下：

该过程可以用下图表示：

比特币的工作量证明，就是我们俗称“挖矿”所做的主要工作。理解工作量证明机制，将为我们进一步理解比特币区块链的共识机制奠定基础。

区块链的共识机制

1.网络上的交易信息如何确认并达成共识？?

虽然经常提到共识机制，但是对于共识机制的含义和理解却并清楚。因此需要就共识机制的相关概念原理和实现方法有所理解。?

区块链的交易信息是通过网络广播传输到网络中各个节点的，在整个网络节点中如何对广播的信息进行确认并达成共识最终写入区块呢？?如果没有相应的可靠安全的实现机制，那么就难以实现其基本的功能，因此共识机制是整个网络运行下去的一个关键。

共识机制解决了区块链如何在分布式场景下达成一致性的问题。区块链能在众多节点达到一种较为平衡的状态也是因为共识机制。那么共识机制是如何在在去中心化的思想上解决了节点间互相信任的问题呢？?

当分布式的思想被提出来时，人们就开始根据FLP定理和CAP定理设计共识算法。规范的说，理想的分布式系统的一致性应该满足以下三点：

1.可终止性（Termination）：一致性的结果可在有限时间内完成。

2.共识性(Consensus)：不同节点最终完成决策的结果应该相同。

3.合法性(Validity)：决策的结果必须是其他进程提出的提案。

但是在实际的计算机集群中，可能会存在以下问题:

1.节点处理事务的能力不同，网络节点数据的吞吐量有差异

2.节点间通讯的信道可能不安全

3.可能会有作恶节点出现

4.当异步处理能力达到高度一致时，系统的可扩展性就会变差（容不下新节点的加入）。

科学家认为，在分布式场景下达成完全一致性是不可能的。但是工程学家可以牺牲一部分代价来换取分布式场景的一致性，上述的两大定理也是这种思想，所以基于区块链设计的各种公式机制都可以看作牺牲那一部分代价来换取多适合的一致性，我的想法是可以在这种思想上进行一个灵活的变换，即在适当的时间空间牺牲一部分代价换取适应于当时场景的一致性，可以实现灵活的区块链系统，即可插拔式的区块链系统。今天就介绍一下我对各种共识机制的看法和分析，分布式系统中有无作恶节点分为拜占庭容错和非拜占庭容错机制。

FLP定理即FLP不可能性，它证明了在分布式情景下，无论任何算法，即使是只有一个进程挂掉，对于其他非失败进程，都存在着无法达成一致的可能。

FLP基于如下几点假设：

仅可修改一次：?每个进程初始时都记录一个值（0或1）。进程可以接收消息、改动该值、并发送消息，当进程进入decidestate时，其值就不再变化。所有非失败进程都进入decidedstate时，协议成功结束。这里放宽到有一部分进程进入decidedstate就算协议成功。

异步通信：?与同步通信的最大区别是没有时钟、不能时间同步、不能使用超时、不能探测失败、消息可任意延迟、消息可乱序。

通信健壮：只要进程非失败，消息虽会被无限延迟，但最终会被送达；并且消息仅会被送达一次（无重复）。

Fail-Stop模型：进程失败如同宕机，不再处理任何消息。

失败进程数量：最多一个进程失败。

CAP是分布式系统、特别是分布式存储领域中被讨论最多的理论。CAP由EricBrewer在2000年PODC会议上提出，是EricBrewer在Inktomi期间研发搜索引擎、分布式web缓存时得出的关于数据一致性(consistency)、服务可用性(availability)、分区容错性(partition-tolerance)的猜想：

数据一致性(consistency)：如果系统对一个写操作返回成功，那么之后的读请求都必须读到这个新数据；如果返回失败，那么所有读操作都不能读到这个数据，对调用者而言数据具有强一致性(strongconsistency)(又叫原子性atomic、线性一致性linearizableconsistency)[5]

服务可用性(availability)：所有读写请求在一定时间内得到响应，可终止、不会一直等待

分区容错性(partition-tolerance)：在网络分区的情况下，被分隔的节点仍能正常对外服务

在某时刻如果满足AP，分隔的节点同时对外服务但不能相互通信，将导致状态不一致，即不能满足C；如果满足CP，网络分区的情况下为达成C，请求只能一直等待，即不满足A；如果要满足CA，在一定时间内要达到节点状态一致，要求不能出现网络分区，则不能满足P。

C、A、P三者最多只能满足其中两个，和FLP定理一样，CAP定理也指示了一个不可达的结果(impossibilityresult)。