PoW——工作量证明 go实现

Proof-of-Work 简称 PoW，即为工作量证明

⚫通过计算一个数值，使得拼揍上交易数据后内容的值满足规定的上限,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

⚫网络中只有最快解密的区块，才会添加的账本中，其他的节点进行复制，这样就保 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

type Block struct {
	PreHash   string
	HashCode  string
	TimeStamp string
	Diff      int
	Data      string
	Index     int
	Nonce     int
}

func GenerateFirstBlock(data string) Block {
	//创建第一个Block
	var firstblock Block
	firstblock.PreHash = "0"
	firstblock.TimeStamp = time.Now().String()
	firstblock.Diff = 4
	firstblock.Data = data
	firstblock.Index = 1
	firstblock.Nonce = 0
	//计算哈希，HashCode
	firstblock.HashCode = GenerationHashValue(firstblock)
	return firstblock
}

func GenerationHashValue(block Block) string {
	var hashdata = strconv.Itoa(block.Nonce) + strconv.Itoa(block.Diff) +
		strconv.Itoa(block.Index) + block.TimeStamp
	//计算哈希
	var sha = sha256.New()
	sha.Write([]byte(hashdata))
	hashed := sha.Sum(nil)
	return hex.EncodeToString(hashed)
}

//产生新的区块
func GenerateNextBlock(data string, oldBlock Block) Block {
	var newBlock Block
	newBlock.TimeStamp = time.Now().String()
	newBlock.Diff = 4
	newBlock.Index = 2
	newBlock.Data = data
	newBlock.PreHash = oldBlock.HashCode
	newBlock.Nonce = 0
	//实现pow
	newBlock.HashCode = pow(newBlock.Diff, &newBlock)
	return newBlock
}

func pow(diff int, block *Block) string {
	//实现挖矿
	for {
		hash := GenerationHashValue(*block)
		fmt.Println(hash)
		if strings.HasPrefix(hash, strings.Repeat("0", diff)) {
			//挖矿成功
			fmt.Println("挖矿成功")
			return hash
		} else {
			//随机值自增
			block.Nonce++
		}
	}
}

1. 优点

1. 挖矿机制本身比较复杂，难度的自动调整，区块奖励逐步减半，这些是基于经济学原理，能吸引和鼓励更多人参与其中
2. 越先参与的获得越多，会促使加密货币初始阶段迅速发展，网络节点迅速扩大，比特币吸引了N多人参与挖矿
3. 通过挖矿，发行新币，把比特币分散给了个人，实现了相对的公平

1. 缺点

1. 算力是计算机硬件提供的，直接耗费电力，对能源的直接消耗
2. 随着发展，算力已经不是单纯CPU能搞定的了，GPU，FPGA，以及ASIC矿机，这些可能不是个人能轻松实现的，导致算力中心化，长远来看，与去中心和背道而驰，网络的安全受到威胁
3. 比特币区块奖励每4年减半，挖矿成本越来越高，当挖矿成本高于挖矿收益时，挖矿的积极性降低，整体网络不稳定