区块链--共识算法POW

首先，我们引入一个拜占庭将军问题来进一步理解共识算法应该做什么。

故事：

拥有巨大财富的拜占庭帝国有10个邻国早已奄奄一息比特币采用了pow共识算法，但拜占庭城墙屹立，没有一个邻国能够成功入侵。 任何一个邻居入侵都会失败，也可能被其他9个邻居入侵。 拜占庭帝国的防御能力之强，十个邻国中至少有一半要同时进攻。

一个或几个邻居本身同意一起进攻，但如果在实际过程中出现背叛，入侵者可能会被全部歼灭。

于是，双方都谨慎行事，不敢轻易相信邻国。 这就是拜占庭将军问题。

所以想要吃下这块肥肉，最重要的是周边10个国家的将军达成一致，进攻拜占庭帝国。 这就是解决10个互不信任的个体获得最大利益的问题。

这个问题有几种比较初级的解决方法，比如口头的信息，书面的协议等等，这些我们就不说了，直接进入进阶点，就是比特币的共识算法pow。

工作证明

如果10个将军都发消息，很容易搞砸，因为每个人都收到另外9个人的消息，所以中本聪规定只有一个人可以发消息发起攻击。 这个人可以是任何人，但是有一定的限制。 条件限制，这个条件就是“工作量”，即这个人在发送消息之前必须完成一个计算工作，谁先完成计算工作谁就可以发送消息。

某位将领在计算出这个结果时，发出攻击性信息，其他将领看到后必须签名表明身份。 这里要注意，古代的签名很容易伪造，所以中本聪引入了加密技术，也就是非对称加密，它的好处： 1.消息的隐私性。 2.确认签字人身份。 3. 签名不可伪造或篡改。

非对称加密

非对称加密算法使用两个不同的密钥进行非对称加密算法的加密和解密。 这两个密钥是公钥和私钥。

公钥和私钥一般成对出现。 如果消息是用公钥加密的，则需要公钥对应的私钥才能解密； 同样，如果消息是用私钥加密的比特币采用了pow共识算法，则需要私钥对应的公钥才能解密。 非对称加密的作用是保护消息内容，让消息接收者确定发送者的身份。

如果张将军要给李将军发消息，为了防止信息泄露，张将军只需要用李将军的公钥加密信息，而李将军的公钥是公开的，李将军只需要使用他自己的私钥。 解密的密钥。 李将军要在信上表明自己的身份。 他可以自己写一个“签名文本”，用私钥签名，然后广播出去。 大家可以根据李将军的公钥来验证签名。 身份。

哈希现金

这是每个人都需要完成的计算。 计算机要找一个随机数，只能用穷举法来找随机数。 没有人能确定找到它。 随机性是公平的，这种随机性的数学逻辑是大家公认的。

奖金制度

中本聪的设计是，每个计算出这个随机数的人都会得到一定数量的比特币作为奖励。 该机制自动运行。 这个奖励机制促使大家一起来做这个计算，没有白费功夫。

总结：

共识算法主要解决谁创建区块，如何维护区块链的统一性。

本文通过工作量证明解决一致性问题，非对称加密技术解决信任问题。