最主要的
工作量證明是一種算法，通過該算法將新塊添加到區塊鏈，確認交易，並在由不同節點存儲的所有副本中驗證單個版本的註冊表。 PoW 機制是第一個加密貨幣共識算法。正是中本聰用來創造比特幣的機制。工作量證明的引入解決了雙花問題，算法中提供的經濟激勵成為比特幣挖礦業出現的基礎。
工作量證明的本質
工作量證明概念是一種用於保護分佈式系統免受濫用（DoS 攻擊、垃圾郵件等）的算法，其本質歸結為兩個要點：
需要執行某些相當複雜和冗長的任務； 能夠快速輕鬆地檢查結果。
PoW 任務最初並不是為人類設計的，計算機的解決方案總是可以在有限的時間內完成，但它需要大量的計算能力。同時，驗證所獲得的解決方案需要更少的資源和時間。
誰以及何時創造了工作量證明一詞
工作量證明的概念於1993 年在“通過處理定價，或者，打擊垃圾郵件，加密貨幣學進展”一書中首次描述。儘管該術語本身尚未在文章中使用，但作者提出了以下想法：
“為了訪問共享資源，用戶必須計算一些函數：相當複雜，但可行； 這樣你就可以保護資源免受濫用。
1997 年，加密貨幣學家和Blockstream Adam Back 的未來創始人啟動了Hashcash項目以防止垃圾郵件。該任務的公式如下：“找到一個值x，使得SHA(x) 哈希將包含N 個前導零位。”
該系統在通過電子郵件發送時提供部分反轉散列。計算對應的header 大約需要252 次hash 計算，每次提交都必須重新計算。如果對於幾個普通信件的額外計算不會造成障礙，那麼不斷重新計算的需要使得垃圾郵件的大量郵寄非常耗費資源。同時，計算代碼的正確性也很快得到檢查：使用帶有預先準備好的標籤的單個SHA-1 計算。
工作量證明一詞本身出現在1999 年通信和多媒體安全雜誌上的文章“工作量證明和麵包布丁協議”（作者Markus Jacobsson 和Ari Jewels）中。
工作量證明如何在加密貨幣中使用
中本聰在第一個加密貨幣——比特幣中使用了PoW 的概念。他採用了Hashcash 的想法，為其添加了改變複雜性的機制——根據網絡參與者的總功率減少或增加N（所需的零數）。計算的函數變為SHA-256。
區塊鍊是分佈式節點（節點）的網絡，每個節點都攜帶自己的註冊表副本。共識算法確保每個節點都能夠驗證礦工（將新塊添加到區塊鏈的另一個節點）確實執行了必要的計算。
此過程包括嘗試查找塊頭的哈希（區塊鏈的一部分，其中包含指向前一個塊的鏈接以及其中包含的交易的總和值），其值將對應於當前的複雜程度.
簡而言之，PoW 是一個允許所有節點就區塊鏈的單一版本達成一致的過程，以及確認新區塊中新交易的數據。此外，她還負責在區塊鏈上發行新幣。挖礦是PoW 算法的一部分。
PoW算法的主要成果
在比特幣之前，人們曾多次嘗試創建一個去中心化系統，該系統允許在不需要中央運營商的情況下進行轉賬和驗證。
然而，沒有任何項目可以解決雙重支付的問題——轉賬的發送者在系統確認之前可能兩次花費相同的資金。
這個問題僅在比特幣中得到解決——使用區塊鏈技術和工作量證明(PoW) 共識算法，該算法鼓勵礦工在將每筆交易添加到賬本之前對其進行驗證。同時，這種經濟激勵也可以讓你維持整個區塊鏈的運行。
什麼影響計算新塊的複雜度
在比特幣網絡中，添加新區塊的計算複雜度是一個動態參數。它設置在這樣一個水平，無論用於挖礦的設備有多強大，塊生成率都保持在大致相同的水平。
同時，計算結果的驗證依然簡單。節點始終可以確保礦工找到正確的值，但由於尋找區塊的過程是昂貴且隨機的，因此無法準確預測哪個礦工將解決問題並挖礦下一個區塊。
為了讓系統將區塊識別為有效區塊，其哈希值必須小於當前目標。因此，每個塊都表明已經完成了一些工作來找到它。
新塊包含前一個塊的哈希，形成一個鏈。無法更改區塊，只能創建一個相同高度的區塊，其中會包含前一個區塊的哈希值。為此，你需要完成查找所有先前塊的工作。這個過程的高度複雜性保護了區塊鏈免受未經授權的訪問和雙重支出。
工作量證明和挖礦
事實上，工作量證明催生了比特幣挖礦業並成為開發專用設備– ASIC 的動力，因為用於散列塊的計算資源非常龐大，遠遠超過了最大的超級計算機的能力。
與此同時，還有臭名昭著的“硬幣的反面”：很快，PoW 就變成了一個在盈利競賽中吞噬電力的怪物。
挖礦設備的力量在不斷增長，這個行業的參與者也在不斷增加。結果，總能量消耗增加。然而，礦工的能源效率也在不斷提高，2022 年比特幣在全球用電量中的份額仍然很低。
頂級PoW 加密貨幣
根據CoinMarketCap 的數據，截至2022 年8 月，在工作量證明機制上運行的市值最大的加密項目是：
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