1.15.2　共識算法

正如前面所說，比特幣網絡中的所有節點都會接收到一組轉賬記錄（一個區塊），然后把這個區塊更新到本地的賬本記錄中。這里就有一個問題，由于各節點處于分布式網絡中，有可能不同的節點收到不同的記錄，如果節點都隨意增加記錄，那么整個比特幣網絡中的記錄就無法保持一致。為了保持記錄的一致，那么必須確認哪個區塊被優先寫入，也就是需要以某一個節點的操作為準。但如果人為規定以某個節點為準，就意味著這個節點比其他節點更權威，相當于變成了一個中心節點，那么去中心化的優勢就蕩然無存。區塊鏈的分布式共識算法就是設計用來解決這個問題。共識算法能夠讓區塊鏈中的節點認同某一個節點的記錄，同時這個認同并不是固定某一個節點，而是區塊鏈中的所有節點都有可能獲得這個權利。

比特幣使用的共識算法叫作PoW共識機制，全稱是Proof of Word，中文翻譯為“工作量證明”。PoW機制是1997年由亞當·巴克（Adam Back）發明的，主要是為了解決垃圾郵件泛濫的問題。主要思路是郵件接收者不是任意接受別人的郵件，在一次有效的郵件發送接收過程中，發送者需要計算一個難題，然后把這個難題的答案同時發送給接收者，接受者先驗證這個答案是否有效，有效的話才接收郵件。

可以看出，PoW中最重要的就是計算一個難題。這個難題需要具有一個特點，那就是計算出這個難題的答案比較困難，而驗證這個難題卻比較簡單。因為如果驗證和計算一樣復雜的話，那發送方和接收方的成本就是一致的。從經濟上來說，成本一致也就很難實現防止惡意攻擊的目的。

關于計算困難但驗證容易的問題，我們可以舉一個現實中的例子。比如323由哪兩個數（要求每個數都大于1）相乘得到？這個問題的計算就比較復雜，必須一個數字一個數字地去試，相反，驗證這個問題很簡單，直接把對方給的兩個數字相乘，然后看結果是不是323就可以，一次乘法就出結果。（注：答案是19和17，并且答案唯一。）

比特幣就使用了這種機制，所有節點要記錄一個新的區塊，需要計算一個非常復雜的問題，先算出答案的節點就獲得了記錄新區塊的權力，其他節點都會使用這個節點的記錄。雖然理論上也有可能其他的節點在同一時間計算出答案，但在實際運行中，這個概率可以小到忽略不計，事實上比特幣運行這么多年，證明了這個機制是非常穩定安全的。