工作量证明之必要

曾汨   |   20. Oct, 2021   |   176 次阅读

根据定义，去中心化系统没有单一事实来源。中本聪取得的突破在于，他开创了一个系统，让所有参与者都独立聚焦于相同的事实。正是工作量证明让这一切得以实现。

工作量证明的意义在于可以创建出无法被推翻的历史。如果出现两个历史相争的情况，包含更多工作量的历史胜出。根据定义，工作量最多的那条链就是事实，也就是我们所说的中本聪共识（Nakamoto consensus）。

为什么要以工作量为指标？简而言之，因为做功需要消耗能源。你无法在这上面造假、扯皮或撒谎。工作量证明就体现在工作结果上。

在比特币网络中，工作（work）指的是计算。不是所有计算，而是特指没有任何捷径的计算：猜测。之所以没有捷径，是因为这种计算无所谓 进步/积累（no progress）。每次猜测都是一次全新的猜测。

最妙的是工作量本身就包含在计算结果中。数据不证自明：计算结果就是既定事实，不需要外部某个主体来告诉你事实。由于猜测的概率性，数据就暗示了为之付出的工作量。

其它机制，例如权益证明，并不具备这一特性。你永远无法确定你看到的就是真相，因为创建另一个真相没有系统之外的成本。

计算是连接信息世界和物理世界的唯一桥梁。在处理信息时，我们拥有的只是信息和信息的转换：也就是计算。计算需要消耗能源。能源就是桥梁。能源是实实在在的。

如果把通往物理世界的一端砍断，你将永远留在幻境中：你无法分辨真正发生了什么。你必须信任其他人告诉你发生了什么。你无法亲自验证。你必须依赖于信任。

权益证明还有很多其它问题，例如，验证者选举的公平性（由谁决定怎么选举？）、天然的中心化趋势（ 更多权益 = 更多奖励 = 更多权益）以及缺乏对时间戳操控攻击的天然抵抗力。

工作量证明可以解决上述这些问题。它可以将选举流程去中心化，为已经发生的事情创建物理证明；它具有真正的系统外成本，可以将报时工作去中心化。

链接：比特币即是时钟（中文译本）

至于工作量证明是否浪费资源，在回答这个问题之前先要弄明白工作量证明解决了什么问题。如果正确理解了这个问题，你就会知道，没有其它无需信任的解决方案。

因此，这个问题变成了：免信任的数字健全货币有什么用处？它值得这么多能源消耗吗？

如果造的是冰箱、汽车、智能手机等东西，社会大众会认为值得。如果造的是比特币，那些理解具有抗审查性的健全货币所带来的社会效益的人也会给予肯定的回答。

总而言之，工作量证明不仅有用，而且至关重要。没有它，免信任的数字货币根本无法运作。我们离不开一个连接物理世界的锚。没有这个锚，我们就无法创建一个不证自明的可信历史。能源是我们手上唯一可以充当锚的东西。

工作量证明 = 信任物理来决定发生了什么

权益证明 = 信任人来决定发生了什么

对于所有认为比特币是一种浪费的人，我都深表同情。我以前也是这么想的，但是我转变了观点。就像大多数人那样，我那时对（健全）货币一无所知。

链接：比特币的能源消耗 —— 我的观点变迁

在一个可能敌意环生的去中心化系统中，如何就时间达成共识的问题无法得到完美解决，即使是从理论上来说也不行。工作量证明这一基于概率的实用型方案恰好可以解决这个棘手的问题。

账本需要时间，时间是个热力学概念。

为简单起见，我用了 “免信任” 这个词。实际上没有绝对的免信任，只有信任最小化。

链接：由 “别信任，自己验证” 想到的

毋庸置疑，能源消耗并不等于碳足迹。且二者均与交易吞吐量无关。

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原文链接: https://twitter.com/dergigi/status/1392826448017346561
作者: Gigi