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PoW（Proof-of-Work）算法最早于20世纪90年代被提出，它的基本思路是，用“工作量证明”的方式来避免类似于DoS的攻击。其基本原理是用高“工作量”提高作恶的成本，从而达到规避恶意节点破坏的目的。PoW算法的一般过程如图2-4所示。首先客户端要进行复杂运算完成“解题”，然后把计算结果连同指令请求一起发送给服务器，在服务器端对计算结果进行验证，如果验证通过，则服务器接受指令请求，否则拒绝。为了便于实现，这类算法都有一个显著特点：“工作量证明”的计算过程很复杂，但是校验过程非常简单快速。例如，我们假设要求是“对信息序列增补随机数后再进行哈希函数运算，其输出结果以特定字符串开头”。该题目的结果是很容易检验的，只需要用序列计算哈希，验证是否以特定字符串开头即可。但是从函数的输入端来说，需要大量地尝试可能的随机数序列，才能得到满足题目要求的结果，这意味着很大的工作量。
图2-4 PoW算法过程示意图
PoW共识机制的一个例子是HashCash系统，该系统可以用来防止互联网上的恶意DoS和垃圾信息攻击。简言之，HashCash要求在电子邮件的消息头中增加一个哈希戳（HashCash stamp）。PoW算法的另一个典型应用是比特币区块链系统。在比特币区块链系统中，得出“工作量证明”的过程通常被称为“挖矿”，后续章节将会详细介绍这一过程。