對POW不太熟悉的同學可以參考這篇文章：https://xiaozhuanlan.com/topic/0492176583
準備工作：
- 單向加密：單向加密以人類可讀的文本（明文）作爲輸入，比如“666”這個字符串，再通過一個數學函數產生出難以辨認的輸出（密文）。
- 挖礦：比特幣的產出是通過給予“獲勝礦工”獎勵來實現，爲了獲取比特幣獎勵礦工之間會進行競爭。這個過程之所以被稱爲“挖礦”。
爲什麼要挖礦？
相信同學們上篇文章已經按照步驟實現了基礎的區塊鏈功能，但是有沒有發現，很容易就生成一個區塊，如果是這樣的話，稀缺性就非常低，沒有什麼價值，所以我們需要添加生成區塊的難度，而且要隨着時間的推移，難度係數越來越高。這樣保證了一定的付出後才能獲取區塊，這個付出在這裏就是對一個數學問題求解，完成這個問題後才能獲取這個區塊。
挖礦挖的是什麼？
是求一個數學問題的解，需要先理解SHA-256算法也叫哈希算法，這個算法是把給定的文本經過函數計算後得出一個256位的文本，例如：“老鐵666” 經過計算後得出哈希值：
7bde6d3ea9a23cf15b0e01fd223649a9f9db10ea7b18150b04ce5dc18c191fcb
同學們可以試試，找個在線SHA-256加密的網站，同樣的文本，結果是一樣的。
看到這裏，有的同學就會思考：“一個哈希值是不是可以像身份證號，代表唯一的一個人？”沒錯，這就是它的特性之一，唯一性，還有一個特性是幾乎不可能逆向求解，誰能看出“7bde6d3ea9a23cf15b0e01fd223649a9f9db10ea7b18150b04ce5dc18c191fcb”這樣一個字符串是代表“老鐵666”
小總結一下：
- 哈希值具有唯一性
- 在給定明文和哈希值的前提下，可以很容易的驗證哈希值是否正確，只需按照同樣的SHA-256算法對明文重新求一下哈希值，然後比較兩個哈希值是否一致即可。
- 單獨給出一個哈希值，幾乎不可能推斷出它的明文，具有私密性
那我們要挖的其實就是這個哈希值，加上一定的條件，這個條件就是哈希值的前2位都是0，這時有同學會問了：“剛纔不是說是唯一的嗎？‘老鐵666’怎麼讓它前2位是0啊”，是這樣 同學，在代碼中我們會添加一個隨機數和區塊的其它信息，再加上你的明文，一起去算一個哈希值，如果前兩位不是0，那就換個隨機數，其它信息不變，再算，直到算出來爲止，這些你做的計算就是你的工作量證明，如下圖：
然後我們刷新瀏覽器看到如下結果：
這樣就生成一個有工作量證明的區塊。
代碼實現：
看到這裏，該碼代碼了，但是我們先思考一下，在上篇的基礎之上，我們需要添加哪些新功能：
- 一個變量，來控制哈希值前面幾位是0，也叫難度系統
- 一個函數：判斷是否是符合要求的哈希值
- 在原來的生成區塊函數中添加一個循環來計算
判斷是否是符合要求的哈希值
func isHashValid(hash string, difficulty int) bool {
prefix := strings.Repeat("0", difficulty)
return strings.HasPrefix(hash, prefix)
}
go語言中strings的Repeat方法非常方便
生成區塊函數改造：
func generateBlock(oldBlock Block, Content string) Block {
var newBlock Block
t := time.Now()
newBlock.Index = oldBlock.Index + 1
newBlock.Timestamp = t.String()
newBlock.Content = Content
newBlock.PrevHash = oldBlock.Hash
newBlock.Difficulty = difficulty
for i := 0; ; i++ {
hex := fmt.Sprintf("%x", i)
newBlock.Nonce = hex
if !isHashValid(calculateHash(newBlock), newBlock.Difficulty) {
fmt.Println(calculateHash(newBlock), " 繼續算!")
continue
} else {
fmt.Println(calculateHash(newBlock), " 中!")
newBlock.Hash = calculateHash(newBlock)
break
}
}
return newBlock
}
總結：
介紹了工作證明的原理，SHA256的特性唯一性，私密性，爲我們的區塊鏈添加了工作量證明機制，下一篇會介紹如何生成多個節點的區塊鏈。