基于POW共识机制的价值传输过程详解

块链是对过往技术的重新组合，是现阶段信息科技创新的高潮

区块链是分布式账本的一种，它既具备了多节点完全冗余的分布式数据库即“去中心化”的特点，又具备了“环环相扣”即“最长链共识”的特色，最终解决的是价值传输的问题2008年，中本聪第一次提出了区块链的概念，其在密码学、分布式存储等技术的基础上，即将创造第五次信息科技创新的高潮。

基于POW共识的典型交易流程解析

以比特币为代表的数字货币是目前基于区块链技术最成功的应用，区块链技术也得益于比特币得到了更深层次的拓展。以Alice向Bob发送比特币为例，基于POW共识的典型交易流程大致如下：

第一步：Alice向区块链网络广播交易请求；

第二步：矿工通过查看Alice的账户余额等易进行真实性验证，并将这笔交易同其他未确认交易一同打包，形成一个区块，进行集体确认；

第三步：矿工利用大量算力，通过解公式：hN=Hash（A ‖ hN-1 ‖ Nonce）找到所要的哈希值hN。其中，hN-1为父哈希值即上一次最新产生的区块（以下简称「次最新」区块）的哈希值，hN为本次区块的哈希值。

每一个最新区块之所以能链接到「次最新」区块而非其他区块，主要原因就是每一个「次最新」区块的哈希值也就是父哈希hN-1都是求得最新区块哈希值的hN的必要已知条件，这就是“最长链共识”。对于矿工来说，当最新的哈希值被其他矿工播报并确认后，就没有必要再纠结于此区块，而是尽快以此区块产生的最新哈希值hN作为已知条件，求取下一个区块哈希值hN+1。

从全网比特币区块挖掘难度和算力变更趋势来看，两者呈正相关关系。矿机芯片也逐步由CPU/GPU，更迭到如今挖矿专用的ASIC芯片。全网算力伴随挖矿难度的提升而不断提升的过程中，虽会造成算力资源的“浪费”，但算力整理也构成了基于POW共识交易网络的安全屏障。

通常情况下，算力越大的矿池最先得到可用哈希值的概率也越大。在「强者通吃」机制下，各大矿池算力争夺激烈、竞争白热化。作为一个重资产的环节，挖矿领域已不再为新进入者提供更多发展空间。目前，更多的选择是通过购买云算力来参与到挖矿环节中。

当前，全球排名前五的矿池：蚂蚁矿池、 莱比特矿池 、BTC.com、鱼池、ViaBTC都是中国矿池，中国矿池已占据全网75%以上的算力。

第四步：基于POW（Proof of Work）即工作量证明共识机制，其他矿工对第一个计算出可用哈希值的矿工工作量进行确认。工作量证明是所有需要挖矿的币种通用的共识机制，其要求出示一定的证明来表明工作量，对于由小概率事件累计的工作来说，出示结果就等同于证明了工作量。以比特币网络为例，当一个矿工找到合适的哈希值时，其他所有矿工就默认其付出了算力成本。同一时间，其他节点会对账本进行同步。此步骤的动力来自于新的区块在某一节点产生之后，其他节点同步越快，就能越快地开展下一个区块的挖掘。截至2018.1.30，全球比特币网络节点已达11783个，中国828个，占比7.03%，处全球第三。（注：2016年时，未排进前十）

第五步：当其他多个节点确认该区块时，最先找到该区块可用哈希值的矿工将得到比特币奖励。通常情况下，我们认为经过6个节点的确认即可验证比特币交易的真实性。该奖励主要包括两部分：随区块产生的比特币+该区块包含交易的所有手续费。

随区块产生的比特币以每四年减半的机制增加：2009年第一个创始块出现时，随块产生了50个比特币；2013年每个区块产生25个比特币；2017年阶段也就是当前，每个区块只产生12.5个比特币；依此类推，到2140年时，随区块产生的比特币将降为0个，总量达到约2100万个，不再增加。

从比特币历史价格来看，能够发现在2013年年末以及2017年年末，比特币与美元汇率都处于井喷式增长阶段，而2013年和2017年又都恰巧是随块产生的比特币减半的关键节点。据此，我们预测，随块产生的比特币第三次减少即2021年时，比特币价值很有可能迎来第三次大幅上涨。

除随区块产生的比特币外，矿工还会额外得到该区块所包含交易的所有手续费。由于比特币区块大小被限制1M以内，因此打包过程中通常按照手续费高低对交易进行排序，以确保能在有限的区块容量内尽可能包含多的手续费，故支付手续费更高的交易能得到更快速的确认。在交易拥堵时，为使交易被尽快确认，手续费曾高达到0.007BTC/KB*。

第六步，Alice的交易随「同区块」的其他交易一起被连接到区块链上；

第七步，Bob收到两个比特币。其中，在第七步中涉及到了区块链交易过程中一个很重要的密码学技术——不对称加密技术。

经过以上七个步骤，即完成了一次基于POW共识机制的价值传输过程。