2009 年，Bitcoin 上线。Satoshi Nakamoto 面临一个问题：如何在没有中心化机构的情况下，让全球成千上万的陌生人就”哪些交易是有效的”达成一致？
他的答案是 Proof of Work 工作量证明。
挖矿竞赛
想象一个数学竞赛。每 10 分钟，全世界的矿工同时开始解一道难题。谁先算出答案，谁就能把最新的交易打包成区块，添加到链上，并获得奖励。
这道”难题”其实是寻找一个数字（Nonce），让整个区块的哈希值小于某个目标值。比如，哈希值必须以 18 个零开头。
矿工唯一的办法是暴力尝试。Nonce = 1，算一次，不对。Nonce = 2，再算一次，还不对。直到某个矿工尝试了几十亿次，终于找到了那个神奇的数字。
# 简化的挖矿过程
import hashlib
nonce = 0
while True:
data = f"Block#{nonce}"
hash_val = hashlib.sha256(data.encode()).hexdigest()
if hash_val.startswith("0000"): # 4 个零
print(f"找到了！Nonce: {nonce}, Hash: {hash_val}")
break
nonce += 1为什么这能防作弊
假设你想篡改历史交易。比如，你想修改第 100 个区块，把”Alice 给 Bob 转了 10 BTC”改成”Alice 给自己转了 10 BTC”。
你改了之后，这个区块的哈希值就变了。但第 101 个区块记录了第 100 个区块的哈希值。第 102 个区块记录了第 101 个的。以此类推。
这意味着你必须：
- 重新挖第 100 个区块（找到新的 Nonce）
- 重新挖第 101 个区块
- 重新挖第 102 个…一直到最新的区块
而且，在你重新挖的同时，诚实的矿工还在往链上添加新区块。除非你的算力超过全网的 51%，否则你永远追不上。
难度会调整
Bitcoin 网络每 2016 个区块（大约 2 周）会检查一次：最近出块是快了还是慢了？
如果全网算力增加，出块变快了，难度就提高（比如要求 19 个零）。如果算力下降，难度就降低。目标是保持平均 10 分钟出一个块。
这就像一场永不停歇的竞赛，规则会自动调整，确保速度稳定。
代价
2024 年，Bitcoin 全网算力约 500 EH/s（每秒 500,000,000,000,000,000,000 次哈希计算）。这消耗的电力相当于整个阿根廷的用电量。
这也是为什么 Ethereum 在 2022 年从 PoW 切换到了 PoS。能耗降低了 99.95%。
但 Bitcoin 社区认为这个代价是值得的。15 年来，Bitcoin 没有被成功攻击过。这份安全性，是用真金白银的电费换来的。
现实
今天，个人矿工基本消失了。你用家里的电脑挖 Bitcoin，可能一辈子都挖不到一个区块。
算力集中在大型矿池手中。最大的几个矿池加起来，控制着超过 50% 的算力。这违背了去中心化的初衷，但目前还没有更好的解决方案。
PoW 不完美，但它确实有效。