POW：Proof of Work，工作量证明
共识是一个多维博弈过程
1，共识越分散（节点多，参与度高），效率越低，但是安全性越高，就越稳定；相反共识越集中（节点垄断），效率越高，容易出现独裁和腐败，安全性越低。
2，同时能源消耗与有意义的计算也是一种博弈，比如消耗资源减少（算力减少），安全性就越低，比如最近的51%攻击，一些大算力矿池的币，将算力切换到小算力的币，就很容造成51%攻击，很容易分叉主链；有意义的计算与区块链系统连接起来，而不仅仅是简单的消耗大量算力竞争记账权，计算那些随机的没有意义的数学难题，没有获得记账权的矿工没有任何收益，并且投入算力就白白浪费，靠算力说话的世界，小矿池基本已经没有能力参与竞争，算力集中与去中心相悖。比如投入算力到星空天体结构计算，蛋白质分子计算，基因工程计算等等，会更有价值的。
特点：根据工作证明来执行货币的分配，算力越高、挖矿时间越长，获得的奖励就越多。
一个符合要求的Block Hash由N个前导零构成，零的个数取决于网络的难度值。要得到合理的Block Hash需要经过大量尝试计算，计算时间取决于机器的哈希运算速度。参与挖矿的矿工竞争将前一区块的hash与一个随机的比特串一起来计算出一个hash值，若输出的hash值满足前若干比特为0，即为解出了该难题，当然，并不能得出计算次数的绝对值，因为寻找合理hash是一个概率事件。当节点拥有占全网n%的算力时，该节点即有n/100的概率找到Block Hash。
把区块中的所有数据做SHA256哈希运算，并且得到哈希值小于给定的目标值。区块中还包含一个Nonce值，通过递增Nonce来寻找正确的哈希值。这个密码谜题被设计成，比特币每隔10Mins会找到一个谜题答案。
优点：
1，完全去中心化
2，节点自由进出，容易实现。
3，破坏系统花费的成本巨大
缺点：
1，区块的确认时间难以缩短，并且交易的确认时间需要10-16分钟，不能满足实时性需求
2，新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临比特币的算力攻击
3，浪费能源；
比特币的工作量证明是如何解决计算机网络中的拜占庭将军问题
被所有将军都接受到的攻击计划，被认为是正式的攻击计划。问题是：两个或多个将军有可能同时发出不同的攻击计划。
这个问题模型被工作量证明简化了，比特币工作量证明系统中，不会追踪交易顺序，取而代之是在将军之间达成共识。每个将军基于工作量证明，解决一个难度适当的Hash难题，每个难题有足够的难度，仅当在所有的将军同时工作时，平均10Mins会找到一个难题的答案（solution）。当一个将军找到问题的答案，它会把这个答案连同攻击计划在网络中广播。一旦收到Solution，每个将军调整难题为在广播中收到的攻击时间，攻击计划。然后将军继续解决下一个工作量证明。这样接下来每个solution会依次在第一个solution后串联成链。如果有将军还在继续在对另一个不同的攻击方案进行工作量证明计算，它会切换到这个最长的链上。这个最长链上积累了最多的CPU算力。
平均一个小时后，这个链上会有六个区块。每个将军可以判断是否有足够多的将军工作在含有相同初始攻击计划的最长链上。链会在一小时累积到六个区块，说明大多数将军对相同的攻击计划进行工作量证明计算（CPU投票）。因此将军对攻击时间达成共识。
在没有中心化权威机构存在的P2P网络上，比特币共识协议功能上等同于一个受信任的中心化机构。这个协议解决了拜占庭将军问题中缺少中心化权威机构的难题。帮助将军在攻击时间上达成共识。而且，它缓解了多个攻击计划同时提交的可能性，同时也降低了攻击的可能性。因此比特币共识协议解决拜占庭将军中的问题。
coinmarketcap 前一百的POW体系的数字货币比较与分析
pow共识机制体系进化方向主要有三个方向：竞争币，山寨币，分叉币，以比特币代码为模板，对其底层技术区块链进行了一些修改的区块链资产，其中有技术性创新或改进的又称为竞争币。他们都是可以进行挖矿。
各种“竞争币”与“比特币”核心性能基本一致，前期主要基础上围绕“交易速度”、“手续费”、“匿名性”、“安全性”、“抗中心化”（抗ASIC算法）等进行差异化开发，各差异化领域现均已发展出成熟币种，竞争基本饱和；最近一年中，基于比特币的分叉币大量产生。
数据源：https://coinmarketcap.com/
目的：目前市值前一百的的币，分析pow体系下的数字货币，他们有哪些不一样，创新点是什么？以一种上帝视角平铺展现在观众面前他们他们的异同和创新点。
1，btc，比特币是最早的，也是目前市值最高的pow共识机制的数字货币。算法是sha256.
2，eth，目前以太坊正在正式运行1.0版本，采用的是POW挖矿的共识算法，目前公网的TPS是25笔，PoW+PoS混合模型，由Vitalik Buterin带领研究Casper the Friendly Finality Gadget(CFFG)，需要进行两周期投票，并且需要质押TOKEN。第一次是PoW，超过2/3即可验证成功，第二次是PoS，超过2/3即可验证成功，然后确认区块，验证者即可获得收益。验证者是被激励着集合在权威链上的，因为如果他们持续在不同的链上进行投票将会受到惩罚。验证者不仅仅会为双重投票而受罚，也要为在不正确的链上进行投票而受到惩罚。在开发中的1.5版本，将采用类POS的Casper算法，以使区块链的确认速度相对于POW的线性效率，达到指数级。采用Casper后将会更好的确认机制，以及大幅降低能量消耗。在规划的 2.0版本目标，TPS有望可以达到2000TPS。casper+sharding，以太坊的分片包含有100子链，每个子链跟主链链接。账户的交易信息都存储在子链上。这些子链是并行的。据说tps将会有个飞跃。
4，Bitcoin Cash (BCH)，比特币现金，是矿池ViaBTC（背后的股东比特大陆也是大矿池）基于Bitcoin ABC方案推出的新的加密数字资产，可以视作比特币BTC的分叉币或竞争币。Bitcoin ABC方案为保持协议稳定简单，去除了Segwit功能，支持将区块大小提升至8M，是链上扩容的技术路线。Bitcoin ABC代码基于比特币协议的稳定版本进行了改进，其认为不包含Segwit将具有更大的稳定性、安全性、鲁棒性。2017年8月1日20:20开始挖矿。
https://github.com/bitcoincashorg/
5，莱特币
莱特币相比比特币具有三种显著差异。第一，莱特币网路大约每2.5分钟（而不是10分钟）就可以处理一个块，因此可以提供更快的交易确认。第二，莱特币网路预期产出8400万个莱特币，是比特币网路发行货币量的四倍之多。第三，莱特币在其工作量证明算法中使用了由Colin Percival首次提出的scrypt加密算法，Scrypt所具有的内存密集特性让莱特币更适合用图形处理器（GPU）进行“挖矿”。这使得相比于比特币，在普通计算机上进行莱特币挖掘更为容易（在ASIC矿机诞生之前）。
https://github.com/litecoin-project/litecoin
6，门罗币（Monero，代号 XMR）是一个创建于 2014 年 4 月开源加密货币，它着重于隐私、分权和可扩展性。工作验证算法CryptoNight是为AES密集型和很耗内存的操作，这显著降低了GPU对CPU的优势。它可以在Windows、Mac、Linux和FreeBSD上运行，挖矿配置也比较简单，可以使用自己电脑闲于的算力用来挖矿，但是现在随着算力的不断增强，闲于的算力无法快速挖矿。比特大陆发布了一款能够挖掘门罗币、适用于CryptoNight算法的ASIC矿机。门罗采用多重密钥（multiple keys）且默认情况下，每个Monero交易都会打乱发送地址、接收地址以及交易金额。环形签名算法不向没有直接参与交易的人员揭示交易中所涉及的金额，从而增加了保密性。
https://github.com/monero-project/monero
7，达世币DASH，隐私性更强的比特币克隆版，产生于2014年，也是在比特币基础上发展起来的一种代币。达世币网络是由工作量证明挖矿（比特币所使用的共识机制）机制来负责保护的，并且它使用的是基于11种不同哈希函数的X11算法。其主节点是一种服务证明（proof-of-service）层，这些节点同时作为交易混频器和助推器，此外它也作为达世币管理系统的投票机制。
达世币的区块奖励会划分给两个层（矿工和主节点）。其中矿工获得45％的回报，主节点收到45%，剩余的10%则分配给去中心化的达世币预算系统，每个区块的产生时间是2.5分钟。
https://github.com/dashpay/dash
白皮书：https://github.com/dashpay/dash/wiki/Whitepaper_zh_cn
8，Bytecoin (BCN)，是首家将CryptoNote技术应用于自身安全基础设施的加密货币。区块链上每宗交易均不含您的地址，您的支付行为完全匿名。算法: CryptoNight，是一种工作量证明算法: CPU性能优化挖法。使用环签名技术，无法追踪支付。
https://cn.bytecoin.org/
https://cryptonote.org/whitepaper.pdf
https://github.com/bcndev/bytecoin
9，Zcash以比特币的协议为基础，并加上一种叫“零知识证明”的机制，实现双方的交易之间不被任何其他人看见。Zcash 的交易可以在区块链上隐藏发款人、收款人和这笔转账的实际数量。只有掌握正确私钥的人才能看到转账里面的内容。用户对于这笔交易的公开与否具有完全的掌控权。Zcash的代币供应模式与比特币拥有同一种发行模式，大约每4年产量就会产量减半一次。并且，Zcash（ZEC）和比特币（BTC）一样，其最大供应量也是2100万。
Zcash使用的是 Equihash。Equihash 算法由 Alex Biryukov 和 Dmitry Khovratovich 联合发明，其理论依据是一个著名的计算法科学及密码学问题——广义生日悖论问题。
Zcash 1.0.0正式版已定于2016年10月28日发布，同时也将开放挖矿。
https://github.com/zcash/zcash
10， Aeternity (AE)，Aeternity是一个和以太坊类似的基于智能合约的区块链开发平台，打造状态通道，并且通过独立通道实现快速隐私交易。AE币是AEternity的代币，是AEternity网络使用资源的记账单位。此外，AE币也会拿来奖励AEternity网络上的应用。被称为“欧洲版的以太坊”。AE是在2016年由创始人Yanislav Malahov，
它采用了POW+POS的混合共识机制，在POW共识方面，AE继续使用了Cuckoo Cycle的算法，对于Cuckoo Cycle区别于其他算法的好处在于，它使得算力不会过分集中，可以让更多的小型机或者个人PC也能参与到挖矿中来。而在POS方面，AE则引入了可以让代币持有者有一定比例的决策权。通过代币持有权来弱化中心化，让权力不完全被算力主导。除此之外，为了避免像比特币因为容量而产生的分叉问题，Aeternity采取了投票机制来避免分叉。
实现了现实世界的数据和智能合约之间的联系。aeternity的预言机是去中心化的。
11， BTG（比特黄金）,比特币现金克隆版，分叉币。2017年10月24日发生。比特币黄金于第491407区块誔生后便与比特币分拆。比特币黄金使用equihash pow算法，但是只要还是使用pow算法，总是无法避免使用专用芯片来增大算力。最近被双花攻击就是一个例子。
12，Decred，货币代号DCR，拥有自主管理机制的比特币。
DCR拥有先进的PoW + PoS混合机制，所有PoW产出的块都必须经过PoS的验证才能成为合法的块，也就是POW打包记账 + POS投票治理的共识机制。所以在DCR的网络中，几乎杜绝了算力垄断的现象，完美地解决了去中心化项目的治理机制问题。
DCR的挖矿，先通过矿机处理交易，建立起区块，通过不断的碰撞查找，找到满足一定难度的计算目标的数字后，向网络传播，PoW的工作就完成了，到这里挖矿过程和比特币类似，只是出块时间是比特币的一半，大约5分钟一个块。接下来达成共识的机制就不同了，比特币是靠全网的节点验证区块，最终以最长的链为主链，挖出来的区块如果最终在主链上就是有效，因此区块是否有效来自几乎全网的共识。这样做的优点是安全，前提是没有大于51%的算力攻击，缺点也显而易见，那就是效率低下。而DCR引入了PoS来投票决定刚挖出的区块是否有效，每个区块只需要随机选5张选票进行投票，在至少3张选票通过的情况下区块才被承认有效，可以加到主链上。成功验证区块后得到的奖励为30枚新DCR币，它们将会被分成，60%归PoW矿工，30%归PoS选票持有人，剩下10%预留给参与软件开发的程序员。
DCR可以使用显卡和ASIC矿机进行挖矿。
13，Bytom，比原链。人工智能 ASIC 芯片友好型 POW 共识机制。 Bytom 在 POW 共识机制中引入了 Tensority 算法，是区块链挖矿和人工 智能的桥梁。Tensority 算法包含的矩阵乘法是人工智能中最通用的算法，几乎所有人工智能设备都能友好地兼容这种算法。
https://github.com/Bytom/bytom
14，XVG (Verge)，Verge用户可以使用五种不同的scrypt，X17，lyra2rev2，MYR groestl，blake2s多算法挖矿。Verge并没有进行过预挖矿，这就意味着所有的Verge开发者与其他人一样购买该币种。块时间仅为30秒，并且根据生成的块的总量重新计算奖励。Verge是一种注重个人隐私的公共账本，这个账本通过区块链技术进行验证。Verge有一个类似于比特币的公共分类账，但与比特币不同的是，用户进行交易的公开地址将被隐藏，Verge通过采用多重匿名中心网络，如Tor和I2P技术实现对用户IP地址的隐藏。是基于比特币技术的开源加密货币，核心算法为Scrypt、x17。
https://github.com/vergecurrency
15，Golem(GNT)
Golem是建立在以太坊平台上的去中心化计算机算力租赁平台。通过Golem平台，任何用户都可以成为算力的发售方和租用者。无论用户提供的是一台闲置的家用电脑还是几台大型的数据中心，都可以加入到Golem平台中。
基于以太坊的交易系统被应用于Golem平台，用于结算算力提供者的收益和算力使用者所需要支付的费用。
Golem平台支持节点搜寻和结点之间的沟通。每个接入系统的节点是通过加密和签名的方式保证了安全和接入的真实性。信誉系统规范了去中心化系统中算力供应商的行为。算力供应商通过角逐信誉排行，来争取更多的算力订单。如果算力供应商中止算力，它的信誉会下降。
https://github.com/golemfactory/golem
16，比特币钻石，英文全称Bitcoin Diamond，简称BCD，由Bitcoin Diamond Foundation负责运营。2017-11-21 ，它是继比特币现金（BCH）、比特币黄金（BTG）之后，又一个比特币的分叉币。挖矿算法：Optimized X13(GPU)，块大小： 8M ，块间隔：60秒
17，狗狗币(Dogecoin)诞生于2013年12月12日，基于Scrypt算法。区块时间60秒，货币总量1000亿。
https://github.com/dogecoin/dogecoin
18，分叉币Bitcoin Private 将使用更大的区块（2 MB），更短的区块时间（2.5 分钟）以及具有 ASIC 抗性（更亲好GPU）的工作证明（PoW）算法 - Equihash 用于挖矿。在支付隐秘票据时，区块链的完整性通过专门的零知识证明算法 zk-SNARKs6 来保持。
https://github.com/BTCPrivate/BitcoinPrivate
19，沃尔顿链/Walton/WTC
沃尔顿链独特地将区块链技术与rfid技术结合，致力于推进区块链技术由互联网向物联网贯通，实现价值物联网的概念。沃尔顿链的目的是搭建一条底层的商业生态公有链，在此链上，商家可以根据自己的需求建立各式各样的子链。这条商业生态链的主要特征是所有的数据（含物权归属数据，商品流转数据等）真实可信，不可篡改，带有时间戳，如此就能够建立一个诚信真实可靠的商业生态圈。
通过奖励wtc，鼓励节点记帐，支撑母链网络各项功能的可靠运行；各类行业应用创建子链时，需要消耗wtc并存蓄一部分wtc提供信誉担保；且可通过我们的核心技术实现对子链应用数据贡献者实现奖励机制；
采用了基于改良版pos（proof of stake & trust权益信誉证明）+pow相结合的混合共识机制。
20，DigiByte简称DGB，中文名字极特币。DigiByte极特币是一种极速增长的全球散式支付网络和数字货币，DigiByte可以进行快速交易，只需要很少或者根本不需要费用。比特币山寨币。Mining Algorithms: Five (Sha256, Scrypt, Groestl, Skein & Qubit)
https://github.com/digibyte/digibyte
21，Hshare（HSR）是一种新的去中心化、开源、跨系统的数字加密货币，具有双重侧链，同时兼容区块链和DAG两种分布式系统。
Hcash提供了一个平滑的执行方式，一旦投票通过，所有的决定将会被记录在区块链上且强制执行，这样就避免了矿工、矿池、交易所、钱包服务商的协同难题。并且，PoW和PoS的挖矿过程是有机结合起来的，二者共同保证了系统的安全性。
https://github.com/HcashOrg/hcashd
https://h.cash/zh-cn/
22，Komodo（KMD）是以隐私性为中心的虚拟货币，将Zcash的匿名性和比特币的安全性结合在一起，使用了Komodo团队自创的全新的共识机制延时工作量证明dPoW，这给Komodo双层安全，能对抗操纵，对手攻击，和系统故障。延时工作量证明是两个共识系统混合而成的。Komodo有双层挖矿，且有2个不同的工作量证明(PoW)。
https://github.com/KomodoPlatform/komodo
23，PIVX是一种专注于隐私的加密货币，是DASH的一个分支。它是DASH和ZCoin之间的混合体，包含了隐私和股份的证明（PoS）。PIVX是唯一证明了加密货币（PoS）的证明，它已经实现了Zerocoin白皮书中所列的全部需求。PIVX比其他的工作证明（PoW）加密货币更节能，因为PoS的共识机制。PIVX算法依靠的是PoS系统，而不是像DASH这样的PoW算法，在那里，矿工们不得不花费计算机资源来验证区块链，而PIVX算法则依赖于PoS系统。因为它不需要挖掘来产生新币。
24，萌奈币(MonaCoin)诞生于2013年12月，在日本加密货币界，拥有最为活跃的用户群体。共识机制：PoW，算法：Lyra2RE(v2)，该算法尚无ASIC矿机，只能使用显卡矿机挖掘。区块时间：90s
https://github.com/monacoinproject/monacoin
25，Reddcoin是一种社会货币，它致力于在社交网络上支付小费，以使数字货币更接近普通大众。 做一个社交网络服务平台：切入社区，社交软件，广播媒体等，然后将ReddCoin在这些平台中流通，未来的前景靠的是他们切入的平台数量，支持的平台越多，RDD的升值空间越大。Reddcoin采用Scrypt算法，GPU挖矿，于2014年2月2日发布，出块时间60秒。
https://github.com/reddcoin-project/reddcoin
26，Veritaseum VERI发布于2013年5月18日,Scrypt算法，20秒每块，交易确认速度快，几乎是即时交易，5个确认即可。Veritaseum 是一个智能合约，采用点对点的自主分布式网络，使资本市场脱离经纪人、银行、交易所，并可以实现跨链、支持自定义配置，让非专业人员在无需第三方的情况下，可以快速创建、配置、直接输入和管理智能合约。
https://github.com/veritaseum
27，系统币(SysCoin,SYS)采用Scrypt算法，出块时间1分钟，每个区块奖励128个币，货币总量20亿，于2014年8月16日发布。通过区块链来打造去中心化的市场；通过全球性的合并挖矿，能够保障其他scrypt发行。
https://github.com/syscoin/
28,以利坊，Electroneum 是一种加密货币或 “替代币”，Electroneum 是世界首种被设计并应用在手机上的加密货币。
https://electroneum.com/wp-content/uploads/2017/08/Electroneum-overview-chinese.pdf
https://github.com/electroneum/electroneum
