fault dem val == 否則 缺點 ESS lang pos

這裏強調一下區塊鏈的協議分層
?應用層
?合約層
?激勵機制
?共識層
?網絡層
?數據層
上 一篇主要實現了區塊鏈的 數據層，數據層主要使用的技術就是對數據的校驗，求hash。
這裏介紹工作量證明POW， POW是屬於共識機制的內容。
PoW機制中根據礦工的工作量來執行貨幣的分配和記賬權的確定。算力競爭的勝者將獲得相應區塊記賬權和比特幣獎勵。因此,礦機芯片的算力越高,挖礦的時間更長,就可以獲得更多的數字貨幣。
優點：
算法簡單，容易實現；節點間無需交換額外的信息即可達成共識；破壞系統需要投入極大的成本。
缺點：
浪費能源；區塊的確認時間難以縮短；新的區塊鏈必須找到一種不同的散列算法，否則就會面臨比特幣的算力***；容易產生分叉，需要等待多個確認；永遠沒有最終性，需要檢查點機制來彌補最終性。
目前基於PoW共識機制的數字貨幣有很多，比特幣、萊特幣、狗狗幣、達士幣、門羅幣等初期的數字貨幣大多都是PoW共識機制。
其他的共識機制還有
PoS（Proof of Stake）
DPOS（Delegated Proof-of-Stake）
DAG(Directed acyclic graph)
PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）
Pool驗證池
dBFT（delegated BFT）
PoA（Proof-of-Authority）
RPCA（Ripple Protocol consensus algorithm）
Hcash——PoW+PoS共識機制
這些共識機制，後面有時間會補充上的，今天主要介紹POW
pow很簡單，原理就是 利用計算力，在選擇一個nonce的值結合區塊的數據算出hash，使得hash的前面多少位都是0.
nonce是一個用來找到滿足條件的hash值的數字，nonce值一直叠代，直到hash值有效為止。在我們案例中一個有效的hash值是最少有4個前導0。找到nonce值以滿足合適條件的hash值的過程就叫做挖礦。
下面給出代碼：
golang版

package main

import (
    "bytes"
    "crypto/sha256"
    "fmt"
    "math"
    "math/big"
)

// 前導0，難度
const targetBits  = 8

type ProofOfWork struct {
    block *Block
    targetBit *big.Int

}

func NewProofOfWork(block *Block) *ProofOfWork  {
    // 設置64位全1
    var IntTarget = big.NewInt(1)
    //00000000000000000000000000001
    //10000000000000000000000000000
    //00000000000100000000000000000
    //0000001
    // 右移 targetBits位
    IntTarget.Lsh(IntTarget, uint(256 - targetBits))

    return &ProofOfWork{block:block, targetBit:IntTarget}
}

func (pow *ProofOfWork)PrepareRawData(nonce int64)[]byte  {

    block := pow.block
    tmp := [][]byte{
        Int2Byte(block.Version),
        block.PrevBlockHash,
        Int2Byte(block.TimeStamp),
        block.MerkeRoot,
        Int2Byte(nonce),
        Int2Byte(targetBits),
        block.Data}

    data := bytes.Join(tmp, []byte{})
    return data
}

func (pow *ProofOfWork)Run() (int64, []byte) {

    var nonce int64
    var hash [32]byte
    var HashInt big.Int
    fmt.Printf("target hash:", pow.targetBit.Bytes())
    for nonce < math.MaxInt64 {
        data := pow.PrepareRawData(nonce)
        hash = sha256.Sum256(data)

        HashInt.SetBytes(hash[:])
        //fmt.Println(nonce)
        // 這裏用於 判斷算出的hash值（int）只要比最大的IntTarget小就是正確的。
        if HashInt.Cmp(pow.targetBit) == -1 {
            fmt.Printf("Found Hash: %x\n", hash)
            break
        } else {
            nonce++
        }

    }
    return nonce, hash[:]
}

// 對block的數據校驗
func (pow *ProofOfWork)IsVaild() bool {
    data := pow.PrepareRawData(pow.block.Nonce)
    hash := sha256.Sum256(data)
    var IntHash big.Int
    IntHash.SetBytes(hash[:])
    return IntHash.Cmp(pow.targetBit) == -1

}
 

python版

function isValidHashDifficulty(hash, difficulty) {
  for (var i = 0, b = hash.length; i < b; i ++) {
      if (hash[i] !== ‘0‘) {
          break;
      }
  }
  return i >= difficulty;
}

import hashlib

"""
工作量證明
"""

class ProofofWork():
    """
    pow
    """

    def __init__(self, block):
        self.block = block

    def mine(self):
        """
        挖礦函數
        :return:
        """
        i = 0
        prefix = ‘0000‘

        while True:
            nonce = str(i)
            message = hashlib.sha256()
            message.update(str(self.block.data).encode(‘utf-8‘))
            message.update(nonce.encode("utf-8"))
            digest = message.hexdigest()
            if digest.startswith(prefix):
                return nonce, digest
            i += 1

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