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C 库函数 – sqrt()
C 库函数 - pow()
C 标准库 -
描述
C 库函数 double pow(double x, double y) 返回 x 的 y 次幂,即 xy。
声明
下面是 pow() 函数的声明。
double pow(double x, double y)
参数
x -- 代表基数的浮点值。
y -- 代表指数的浮点值。
返回值
该函数返回 x 的 y 次幂的结果。
实例
下面的实例演示了 pow() 函数的用法。
#include
#include
int main ()
{
printf("值 8.0 ^ 3 = %lf\n", pow(8.0, 3));
printf("值 3.05 ^ 1.98 = %lf", pow(3.05, 1.98));
return(0);
}
让我们编译并运行上面的程序,这将产生以下结果:
值 8.0 ^ 3 = 512.000000
值 3.05 ^ 1.98 = 9.097324
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C语言pow()函数:求x的y次方的值
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C语言pow()函数:求x的y次方的值
C语言 pow() 函数用来求 x 的 y 次方的值。
头文件:math.h
语法/原型:
double pow(double x,double y);
参数说明:
x:双精度数。
y:双精度数。
返回值:x 的 y 次方的值。
【实例1】使用 pow() 函数求 4 的 6 次方,其代码如下:
#include
#include
int main() {
double x = 4, y = 6; //为变量赋初值
double result = pow(x, y); //求a的b次方
printf("%lf\n", result);
return 0;
}
运行结果:
4096.000000
【实例2】使用C语言 pow() 函数计算用户输入的数值的次幂。
#include
#include
int main() {
double a, b; //定义两个变量
printf("请输入一个数:"); //输出提示信息
scanf("%lf", &a); //获取用户输入的数值
printf("请输入次幂数:"); //输出提示信息
scanf("%lf", &b); //获取用户输入的数值
printf("result: %lf\n", pow(a, b)); //输出结果
return 0;
}
运行结果:
请输入一个数:10
请输入次幂数:4
result: 10000.000000
【思考】
学会 pow() 函数的功能和用法之后,请找出以下用 pow() 求 4 的平方根的正确语句:
A:int r = pow(4, 0.5);
B:int r = pow(4, 1/2);
C:double r = pow(4, 1/2);
D:double r = pow(4, 1.0/2);
你选择的是哪个选项呢?请猛击这里查看正确答案(附带详细解析)。
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Python modf() 函数
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Python pow() 函数
Python 数字
描述
pow() 方法返回 xy(x 的 y 次方) 的值。
语法
以下是 math 模块 pow() 方法的语法:
import math
math.pow( x, y )
内置的 pow() 方法
pow(x, y[, z])
函数是计算 x 的 y 次方,如果 z 在存在,则再对结果进行取模,其结果等效于 pow(x,y) %z。
注意:pow() 通过内置的方法直接调用,内置方法会把参数作为整型,而 math 模块则会把参数转换为 float。
参数
x -- 数值表达式。
y -- 数值表达式。
z -- 数值表达式。
返回值
返回 xy(x的y次方) 的值。
实例
以下展示了使用 pow() 方法的实例:
实例
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
import math # 导入 math 模块
print "math.pow(100, 2) : ", math.pow(100, 2)
# 使用内置,查看输出结果区别
print "pow(100, 2) : ", pow(100, 2)
print "math.pow(100, -2) : ", math.pow(100, -2)
print "math.pow(2, 4) : ", math.pow(2, 4)
print "math.pow(3, 0) : ", math.pow(3, 0)
以上实例运行后输出结果为:
math.pow(100, 2) : 10000.0
pow(100, 2) : 10000
math.pow(100, -2) : 0.0001
math.pow(2, 4) : 16.0
math.pow(3, 0) : 1.0
Python 数字
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4 篇笔记
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#0 CosmosHua cos***cosmos@163.com 30pow(x,y) 等价于 x**y:
4**2 # 结果为16
4**2.5 # 结果为32.0
pow(x,y,z) 等价于 x**y%z:
4**2.5%3 # 结果为2.0
CosmosHua CosmosHua cos***cosmos@163.com7年前 (2017-06-26)
#0 Bruce.chen 184***28833@163.com 31pow(x,y,z) 当 z 这个参数不存在时 x,y 不限制是否为 float 类型, 而当使用第三个参数的时候要保证前两个参数只能为整数。
>>> pow(11.2,3.2)
2277.7060352240815
>>> pow(11.2,3.2,2) # 结果报错
Traceback (most recent call last):
File "
TypeError: pow() 3rd argument not allowed unless all arguments are integers
>>>
Bruce.chen Bruce.chen 184***28833@163.com5年前 (2019-04-01)
#0 vistor adm***runoob.com 17pow(x, y) 并不等价与 x**y,因为 pow 函数会把整数转换为浮点数,会出现误差。
>>> 14 ** 34
929722225368296217729286886758826377216
>>> math.pow(14, 34)
9.297222253682961e+38
>>>
>>> 14 ** 34 % 97
25
>>> math.pow(14, 34) % 97
89.0vistor vistor adm***runoob.com4年前 (2020-08-12)
#0 tiedan.yang 228***137@qq.com 9pow(x,y,z) 和 math.pow(x,y) 还是不同的。
math.pow() 会返回浮点数,pow() 是有浮点数返回浮点数,只有整数返回整数。
>>> (14**34)%97
25
>>> pow(14,34,97)
25
>>> 14.0**34.0%97
89.0
>>> math.pow(14,34)%97
89.0tiedan.yang tiedan.yang 228***137@qq.com3年前 (2021-09-13)
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python之pow() 函数 - 知乎切换模式写文章登录/注册python之pow() 函数蜗牛我要一步一步往上爬,等待阳光静静看着它的脸pow()方法返回 x^{y}(x 的 y 次方) 的值1.内置的 pow() 方法案例1:求2的3次方print(pow(2,3))运行结果:8案例2:求2的3次方,结果对3取模 pow(2, 3, 3)print(pow(2, 3, 3))2的3次方是8,对3取模结果是22.math模块中的 pow() 方法案例:求2的3次方import math
print(math.pow( 2, 3 ))运行结果:8.0发布于 2021-01-28 15:21PythonPython 编程函数赞同 32 条评论分享喜欢收藏申请
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描述
C 库函数 double pow(double x, double y) 返回 x 的 y 次幂,即 xy。
声明
下面是 pow() 函数的声明。
double pow(double x, double y)
参数
x -- 代表基数的浮点值。
y -- 代表指数的浮点值。
返回值
该函数返回 x 的 y 次幂的结果。
实例
下面的实例演示了 pow() 函数的用法。
#include
#include
int main ()
{
printf("值 8.0 ^ 3 = %lf\n", pow(8.0, 3));
printf("值 3.05 ^ 1.98 = %lf", pow(3.05, 1.98));
return(0);
}
让我们编译并运行上面的程序,这将产生以下结果:
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库函数
float pow(float base, float exponent);
long double pow(long double base, long double exponent);
Promoted pow(Type1 base, Type2 exponent); // 对于其他参数类型从C ++ 11开始,如果传递给pow()的参数为long double,则返回类型Promoted 为long double。如果不是,则返回类型Promoted为double。pow()参数pow()函数采用两个参数:base -基数exponent -基数的指数pow()返回值pow()函数返回以幂为底的底数。示例1:pow()如何在C ++中工作?示例#include
#include
using namespace std;
int main ()
{
double base, exponent, result;
base = 3.4;
exponent = 4.4;
result = pow(base, exponent);
cout << base << "^" << exponent << " = " << result;
return 0;
}运行该程序时,输出为:3.4^4.4 = 218.025示例2:具有不同参数组合的pow()示例#include
#include
using namespace std;
int main ()
{
long double base = 4.4, result;
int exponent = -3;
result = pow(base, exponent);
cout << base << "^" << exponent << " = " << result << endl;
//两个参数都是int
// pow()在本示例中返回double
int intBase = -4, intExponent = 6;
double answer;
answer = pow(intBase, intExponent);
cout << intBase << "^" << intExponent << " = " << answer;
return 0;
}运行该程序时,输出为:4.4^-3 = 0.0117393
-4^6 = 4096C++
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POW(C/C++中的数学函数)_百度百科
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int main(void)
{
doublex=2.0,y=3.0;
printf("%lfraisedto%lfis%lf\n",x,y,pow(x,y));
return 0;
}举例2: (在TC2.0中运行通过)//pow.c
#include
#include
main()
{
clrscr();//clearscreen
textmode(0x00);//6linesperLCDscreen
printf("4^5=%f",pow(4.,5.));
getchar();
return 0;
}pow函数的重载播报编辑C++提供以下几种pow函数的重载形式:double pow(double X,int Y);float pow(float X,float Y);float pow(float X,int Y);long double pow(long double X,long double Y);long double pow(long double X,int Y);使用的时候应合理设置参数类型,避免有多个“pow”实例与参数列表相匹配的情况。其中较容易发生重载的是使用形如:int X,Y;int num=pow(X,Y);这是一个比较常用的函数,但是编译器会提醒有多个“pow”实例与参数列表相匹配。可以使用强制类型转换解决这个问题:num=pow((float)X,Y); [1]新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号 京公网安备110000020000
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POW算法是什么?哪些是POW算法? - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册PowPOW算法是什么?哪些是POW算法?关注者4被浏览4,339关注问题写回答邀请回答好问题添加评论分享2 个回答默认排序话李话外专注区块链知识分享与项目研究 关注在 ETH 从 PoW 转向 PoS 之后,其他基于PoW(工作量证明)的项目受到了一些关注。目前,PoW 区块链的叙事貌似又开始受到越来越多人的欢迎。今天,我会帮大家整理 6 个工作量证明 (PoW) 叙事方面的项目,供大家了解。第1个项目是Radiant(RXD)Radiant 于 2022年06月21日 推出,它是一个 Layer1网络,旨在解决可扩展性、所有权、去中心化和透明性等问题。简单来说,我们可以把 Radiant 理解为是一种点对点的数字资产系统,无需通过中央方即可实现直接的价值交换。Radiant 是基于 PoW 的,这意味着根据网络的共识政策,其代币 RXD 被发送给矿工以消耗能源。RXD 的最大供应量为 210 亿,单位排放类似于比特币。工作量证明是最大安全性和效率的唯一共识系统。拥抱完全去中心化,这样就没有矿工可以通过抵押来集中网络。总的来说,FIPS SHA512/256 标准在 64 位架构上的效率会比 SHA256 高 50%。Radiant的工作机制也像比特币一样,是从区块 0 开始推出,它没有单一实体控制网络和协议,作为一个开放的点对点数字资产系统可供任何人在其上构建。 但从创新角度来说的话,其实 Radiant 只是遵循了BTC及其创始人中本聪的原则,本身貌似并没有什么创新。如果非要说出 Radiant 的一个优点,那么我可以这么说:从某种角度来看,它填补了比特币的空白,即验证tx的历史和验证数字资产。第2个项目是Kaspa(KAS)Kaspa 是一个新的区块链平台,解决了可扩展性、安全性和互操作性问题。它基于 GhostDAG 架构,结合了 DAG 和 GHOST 共识算法,可以实现更快的交易速度和更好的可扩展性。Kaspa 的 GHOSTDAG 共识算法提供高级别的安全性,而且通过结合使用基于 PoW 和 DAG 的共识机制,使得 Kaspa 对攻击的抵抗力提高了 51%。它的 GHOSTDAG 共识算法是去中心化设计的,这也意味着没有任何一个实体可以控制网络。它采用多节点提议和验证交易,以此来确保没有一个节点有太大的力量。Kaspa 的 GHOSTDAG 与普通 DAG 之间有5个主要区别,分别是安全、可扩展性、速度、互操作性、权力下放。安全方面:Kaspa 的 GHOSTDAG 使用基于投票的共识机制,可以防止双重支出攻击和其他类型的恶意行为。而普通 DAG 通常是依赖于单一的批准机制,容易受到更多的攻击。可扩展性方面:Kaspa 的 GHOSTDAG 具有高度可扩展性并且可以处理大量的交易。而普通 DAG 可能难以扩展他们共识机制,具有一定的局限性。速度方面:Kaspa 的 GHOSTDAG 交易速度会更快,这主要是得益于它的处理确认时间及审批制度。而普通 DAG 的确认速度可能较慢,因为需要多次确认。互操作性方面:Kaspa GHOSTDAG 旨在实现互操作性,这就使它更容易在不同网络之间进行资产的转移。而普通 DAG 可能没有相同级别的互操作性。权利方面:Kaspa GHOSTDAG 是一个去中心化的系统, 意味着它不受任何单一实体的控制,因此它也有很高的审查制度。而普通的 DAG 可能有集中的属性, 使他们更容易受到攻击。总的来说,Kaspa 号称是下一代区块链平台,旨在克服区块链行业目前面临的一些关键挑战。 它通过其对 PHANTOM 协议、blockDAG 和多层安全模型的创新使用,解决了大多数 Layer1 的问题。作为一个由活跃用户和支持者社区开发的完全去中心化的平台,Kaspa 有可能在一定程度上改变我们与数字资产进行交易和互动的方式。 可以说,Kaspa 是我认为未来几年内值得关注的 Layer1 项目之一。第3个项目是NexaMoney( NEXA)传统 PoW 算法每秒可处理的交易数量导致交易确认时间缓慢和费用高昂,特别是在使用高峰期,由于节点的带宽、存储和计算速度方面的网络瓶颈。 Nexa 拥有独特的工作量证明 (PoW) 算法,使其每天能够处理超过 100 亿笔交易。而更快的交易确认和更低的费用,也使其成为那些寻求高性能加密资产的人的一个有吸引力的选择。Nexa 于 2022年6月21日推出,作为一个去中心化项目,极大地受益于 Bitcoin Unlimited 的专业知识和经验,这个组织和加密 OG 团队多年来一直积极参与着 Nexa 的开发和维护。Bitcoin Unlimited 一直负责软件的开发和维护,这些软件已成为比特币 (BTC) 和比特币现金 (BCH) 网络的支柱。第4个项目是Dynex(DNX)Dynex 是一个捆绑了神经形态计算的下一代平台,创建了一个能够以前所未有的速度和效率执行计算的神经形态超级计算机。Dynex 作为 Layer1 网络,应用程序和算法可以在其共识机制之上构建。神经形态计算(Neuromorphic computing)是一种计算机工程方法,其中计算机的元素模仿人脑和神经系统中的系统,以创建仿生计算机系统和硬件。传统计算机使用 CPU 和内存分离(冯诺依曼瓶颈),但在神经形态计算中,它们是并行使用的。可以说,神经形态计算比当前计算更优越。另外,在能源效率方面, Dynex 和神经形态计算的有趣之处之一是它的能源效率。传统计算机使用整个系统来执行最简单的任务,而神经形态计算在给定时间只有一部分系统处于活动状态。而且,Dynex 团队甚至设想有可能完全取代当前的高能耗 POW 系统: “我们一直在进行大量思考和实验室研究,我们相信有可能用 Dynex 芯片计算完全取代任何常规的 PoW 方案”。Dynex 芯片是该项目的首要重点建设对象,它是一个试图解决摩尔定律终结问题的神经形态芯片。有了这个芯片,旧的 CPU、GPU 甚至手机都可以转变为有助于网络的神经形态计算机。他们推出的 DynexSolve 算法貌似是第一个解决了现实世界计算问题同时在Mining过程中提供工作量证明的挖掘算法。DNX 于 2022年9月16日 发布,最大供应量为 11 亿,目前 MC 为 1000万 美元。第5个项目是Alephium(ALPH)Alephium 是一种创新的分片 Layer1 区块链,它采用了比特币、以太坊和 Solana 的最佳方面,并将它们组合成一个新的强大的平台。它旨在为 DeFi 和智能合约应用程序提供去中心化、自主权、安全、高性能、可访问、节能且对开发人员友好的特性。可扩展性方面,Alephium 使用一种称为 BlockFlow 的新型分片算法,该算法增强了 UTXO 模型以使其具有可扩展性。它能够支持超过 400 TPS 并通过增加分片数量扩展到 10,000 TPS。可编程性和安全性方面,Alephium 的有状态 UTXO 模型提供 Layer1 可扩展性,同时保持与以太坊帐户模型相同的可编程性水平。这种独特的组合可以为 dApp 开发提供了一个更安全、更强大的平台。能源效率方面,Alephium 的少工作量证明 (POLW) 将体力劳动与代币经济学相结合,动态调整Mining难度。这也意味着,在相同的网络条件下,与比特币相比,Alephium 仅使用 ⅛ 的能量。改进链结构方面,Alephium 的自定义虚拟机 (Alphred) 解决了当前平台面临的许多关键问题,在安全性、开发体验以及引入新范式(例如无需信任的 P2P 智能合约交易)方面提供了巨大改进。另外,Alephium 还引入了自己的编程语言 Ralph,这是专为 dApp 开发而设计的一种语言。与 Rust 在语法上类似,Ralph 允许开发人员更高效和安全的构建智能合约(比使用 Solidity 等语言更容易)。ALPH 上限为 10 亿个,在 Mainnet Launch 上,使用创世块开采了 1.4 亿个初始供应量的Token,而剩余供应将在未来约 80 年内开采完毕。而且,Alephium 的每个区块都会燃烧交易费用,当哈希率和能源消耗非常高时,少工作量证明可以通过燃烧来实现内部Mining成本。第6个项目是Conflux(CFX)Conflux 其实不算一个新项目,它是一个成立于 2018 年的老项目了。在上一轮牛市中,我觉得 CFX 的表现并不是非常好。但今年随着香港的概念炒作,Conflux 的市值目前已经涨到了 10 亿美元,目前已经处于比较高的位置。Conflux 是一个公共的 Layer1 区块链,它比现有协议更具可扩展性、去中心化和安全性,旨在为去中心化应用程序 ( dApp )、电子商务和Web 3.0基础设施提供支持。该平台基于树图共识机制,结合工作量证明(PoW)和权益证明(PoS)算法来达成共识。而且,Conflux 还使用 Solidity 编写的图灵完备智能合约,就像以太坊上的智能合约一样,并与EVM(以太坊虚拟机)兼容。好了,以上就是今天通过「话李话外」分享的全部内容。我们最后再来一起小结和回顾一下吧,本文主要是简单介绍了6个PoW区块链项目,他们分别是Radiant(RXD)、Kaspa(KAS)、NexaMoney( NEXA)、Dynex(DNX)、Alephium(ALPH)、Conflux(CFX)。希望今天的分享能够对大家有所帮助。本文特别鸣谢:fitforcrypto、suuuli、RvCrypto、Altcoin_Gold、0xTHades、Senka声明:以上内容只是个人角度观点及分析,仅供广大爱好者科普学习和交流之用,不构成任何投资建议。投资有风险,请理性看待,提高风险意识,并遵守所在国家和地区的相关法律法规!本文首发于「话李话外」,转载请注明出处。想了解作者更多其他内容、快来关注 话李话外发布于 2023-04-05 07:20赞同2 条评论分享收藏喜欢收起布莱特威厂家 关注POW是Proof Of Work的简称,中文翻译是工作量证明,是一种去中心化的,公开透明的,不可篡改的算法机制。比特币就是采用POW共识算法,10年运行安全平稳。目前以太经典(ETC)也是采用这种算法机制,通过算力挖矿可以获得奖励。发布于 2019-11-28 15:56赞同添加评论分享收藏喜欢收起
C++ pow()函数用法详解_pow()不能modc++-CSDN博客
>C++ pow()函数用法详解_pow()不能modc++-CSDN博客
C++ pow()函数用法详解
井incloud《stdi0》;
已于 2022-03-21 23:01:13 修改
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c++
于 2022-03-20 11:07:38 首次发布
版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接:https://blog.csdn.net/m0_66760074/article/details/123609427
版权
在c++中使用pow()函数有时会出现下列情况:
1>e:\________________________c++ project\3.0\3.1.cpp(9): error C2668: “pow”: 对重载函数的调用不明确
1> d:\vc2010\vc\include\math.h(583): 可能是“long double pow(long double,int)”
1> d:\vc2010\vc\include\math.h(535): 或 “float pow(float,int)”
1> d:\vc2010\vc\include\math.h(497): 或 “double pow(double,int)”
1> 尝试匹配参数列表“(int, int)”时
原因:pow()函数无法使用int类型的数据
解决方法:将int类型强制转换为double或float后再使用pow()函数
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井incloud《stdi0》;
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C++ pow()函数用法详解
在c++中使用pow()函数时出现下列情况:解决方法:将变量类型定义为double或float,而非int.1>e:\________________________c++ project\3.0\3.1.cpp(9): error C2668: “pow”: 对重载函数的调用不明确1> d:\vc2010\vc\include\math.h(583): 可能是“long double pow(long double,int)”1> d:...
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在python中就有内置函数pow函数表示幂的运算。 1、pow()函数 Python的内置函数,它计算并返回x的y次方的值。 2、语法 pow(x, y, z) 3、参数 x — 数值表达式。 y — 数值表达式。 z — 数值表达式。 4、返回值 返回...
error C2668
Leo的博客
09-09
1889
error C2668: “sqrt”: 对重载函数的调用不明确
解决方案:
if ( sqrt(dx*dx + dy*dy
)
改成if ((double) sqrt((double)dx*dx +(double) dy*dy)
error C2668: “std::pow”: 对重载函数的调用不明确
解决方案:
if (trafficSig
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HDU - 5728 PowMod 欧拉函数(降幂)+数学推倒
Marcus-Bao的个人主页
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题目链接
题意:
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nn is a square-free number.
φφ is the Euler's totient function.
find:
ans=kkkk...k mod pans=kkkk...k mod p
T
位运算、快速幂
weixin_46486508的博客
01-19
448
位移:可提高幂函数计算性能,传统幂函数计算如的时间复杂度为O(b),而使用位移只需要O()的时间复杂度即可完成。
举个栗子:
传统方式:=15个2相乘,/2=
位移运算:=,/2=,即通过右移一位的方式实现模2运算。
快速幂:
引入一个栗子:====
package lanqiao;
public class Day01 {
public static void main(String[] args) {
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...
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1991
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输入整数x的值。
输出
输出一个整数,即多项式的值。
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```cpp
#include
#include
#include
int main() {
double base = 2.0;
double exponent = -2.0;
double result = 0.0;
if (exponent < 0) {
std::complex
std::complex
std::complex
std::cout << base << " 的 " << exponent << " 次幂是:" << cresult << std::endl;
} else {
result = std::pow(base, exponent);
std::cout << base << " 的 " << exponent << " 次幂是:" << result << std::endl;
}
return 0;
}
```
在这个例子中,我们使用了复数库来处理负指数的情况。如果指数是负数,我们将基数和指数转换为复数,并使用复数库中的pow函数计算结果。否则,我们使用标准的pow函数计算结果。
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求完整代码
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一文读懂POW共识机制 - 知乎切换模式写文章登录/注册一文读懂POW共识机制经纬悟学区块链行业知识知识科普,币圈避坑指南,小白入行参考,项目投研PoW(Proof of Work),即工作量证明,闻名于比特币,俗称"挖矿”。PoW是指系统为达到某一目标而设置的度量方法。简单理解就是一份证明,用来确认你做过一定量的工作。监测工作的整个过程通常是极为低效的,而通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量,则是一种非常高效的方式。PoW是按劳分配,算力决定一起,谁的算力多谁记账的概率就越大,可理解为力量型比较。以下内容基于比特币的PoW机制。工作量证明(PoW)通过计算一个数值( nonce ),使得拼揍上交易数据后内容的Hash值满足规定的上限。在节点成功找到满足的Hash值之后,会马上对全网进行广播打包区块,网络的节点收到广播打包区块,会立刻对其进行验证。如何才能创建一个新区块呢?通过解决一个问题:即找到一个nonce值,使得新区块头的哈希值小于某个指定的值,即区块头结构中的“难度目标”。如果验证通过,则表明已经有节点成功解迷,自己就不再竞争当前区块打包,而是选择接受这个区块,记录到自己的账本中,然后进行下一个区块的竞争猜谜。网络中只有最快解谜的区块,才会添加的账本中,其他的节点进行复制,这样就保证了整个账本的唯一性。作弊的话是不是更节省成本?对不起其他节点验证不通过打包的区块会被其他节点丢弃,就无法记录到总账本中,作弊的节点耗费的成本就白费了,因此在巨大的挖矿成本下,也使得矿工自觉自愿的遵守比特币系统的共识协议,也就确保了整个系统的安全。在了解pow共识机制前,我们先了解下比特币区块的结构,下图是比特币区块的结构图:从图上可知,比特币的结构分为区块头和区块体,其中区块头细分为:父区块头哈希值:前一区块的哈希值,使用SHA256(SHA256(父区块头))计算。占32字节随机数(Nonce):为了找到满足难度目标所设定的随机数,为了解决32位随机数在算力飞升的情况下不够用的问题,规定时间戳和coinbase交易信息均可更改,以此扩展nonce的位数。占4字节版本:区块版本号,表示本区块遵守的验证规则。占4字节时间戳:该区块产生的近似时间,精确到秒的UNIX时间戳,必须严格大于前11个区块时间的中值,同时全节点也会拒绝那些超出自己2个小时时间戳的区块。占4字节难度:该区块工作量证明算法的难度目标,使用特定算法编码。占4字节Merkle根:该区块中交易的Merkle树根的哈希值,同样采用SHA256(SHA256())计算。占32字节我们会发现,区块头总共占了80字节。区块体除了筹币交易记录(由一棵Merkle二叉树组成)外,还有一个交易计数。比特币的任何一个节点,想生成一个新的区块,必须使用自己节点拥有的算力解算出pow问题。因此,我们先了解下pow工作量证明的三要素。二、POW工作量证明的三要素工作机制为了使区块链交易数据记录在区块链上并在一定时间内达到一致(共识),PoW提供了一种思路,即所有区块链的网络节点参与者进行竞争记账,所谓竞争记账是指,如果想生成一个新的区块并写入区块链,必须解出比特币网络出的工作量证明谜题,谁先解出答案,谁就获得记账权利,然后开始记账并将将解出的答案和交易记录广播给其他节点进行验证,自己则开始下一轮挖矿。如果区块的交易被其他节点参与者验证有效并且谜题的答案正确,就意味着这个答案是可信的,新的节点将被写入验证者的节点区块链,同时验证者进入下一轮的竞争挖矿。这道题关键的三个要素是工作量证明函数、区块及难度值。工作量证明函数是这道题的计算方法,区块决定了这道题的输入数据,难度值决定了这道题的所需要的计算量。1、工作量证明函数在比特币中使用的是SHA256算法函数,是密码哈希函数家族中输出值为256位的哈希算法。2、 区块区块头在前言中已经做详细介绍,这里就介绍下区块体的 Merkle树算法:3、难度值,直接看公式:新难度值=旧难度值*(过去2016个区块花费时长/20160分钟)tips:难度值是随网络变动的,目的是为了在不同的网络环境下,确保每10分钟能生成一个块。新难度值解析:撇开旧难度值,按比特币理想情况每10分钟出块的速度,过去2016个块的总花费接近20160分钟,这个值永远趋近于1。目标值=最大目标值/难度值目标值解析:最大目标值为一个固定数,若过去2016个区块花费时长少于20160分,那么这个系数会小,目标值将会被调大些,反之,目标值会被调小,因此,比特币的难度和出块速度将成反比例适当调整出块速度。那如何计算呢?SHA256(SHA256(Block_Header)),即只需要对区块头进行两次SHA256运算即可,得到的值和目标值进行比较,小于目标值即可。区块头中有一个重要的东西叫MerkleRoot的hash值。这个值意义在于:为了使区块头能体现区块所包含的所有交易,在区块的构造过程中,需要将该区块要包含的交易列表,通过Merkle Tree算法生成Merkle Root Hash,并以此作为交易列表的摘要存到区块头中。至此,我们发现区块头中除过nonce以外,其余的数据都是明确的,解题的核心就在于不停的调整nonce的值,对区块头进行双重SHA256运算。介绍完pow工作量证明的三要素后,我们可以讲解下工作量证明的流程。三、POW工作量证明流程从流程图中看出,pow工作量证明的流程主要经历三步:1.生成Merkle根哈希 生成Merkle根哈希在第二章节中的第2要素中已经有讲解,即节点自己生成一笔筹币交易,并且与其他所有即将打包的交易通过Merkle树算法生成Merkle根哈希,所以为什么说区块是工作量证明的三要素之一。2.组装区块头 区块头将被作为计算出工作量证明输出的一个输入参数,因此第一步计算出来的Merkle根哈希和区块头的其他组成部分组装成区块头,这也就是为什么我们在前言中大费周章的去提前讲解比特币的区块头。3.计算出工作量证明的输出,直接通过公式和一些伪代码去理解工作量证明的输出: i. 工作量证明的输出=SHA256(SHA256(区块头)) ii. if(工作量证明的输出<目标值),证明工作量完成 iii.if(工作量证明的输出>=目标值),变更随机数,递归i的逻辑,继续与目标值比对。注:目标值的计算见第二章节的要素3的难度值。四.pow共识记账 第三章中讲解的是单节点工作量证明流程,有了这个计算流程,我们就得将其使用起来,在比特币平台中,中本聪就是运用的pow工作量证明来使全网节点达到51%及以上的共识记账,以下将介绍pow工作量证明共识是如何记账的?首先,客户端产生新的交易,向全网广播第二,每个节点收到请求,将交易纳入区块中第三,每个节点通过第三章中描述的pow工作量证明第四,当某个节点找到了证明,向全网广播第五,当且仅当该区块的交易是有效的且在之前中未存在的,其他节点才认同该区块的有效性第六,接受该区块且在该区块的末尾制造新的区块大概时序图如下:五、POW的优缺点优点:安全性高: PoW 算法基于工作量证明,要篡改区块链上的数据需要控制网络中大多数的算力,这是非常困难的,因此提供了高度的安全性。去中心化: PoW允许任何人都可以参与挖矿,而不需要中心化的控制机构。这样确保了网络的去中心化性质。广泛应用: PoW 被广泛应用于比特币等主流区块链,具有成熟的技术和广泛的社区支持。抗攻击性强: PoW 机制使得网络对于各种攻击,如51%攻击,拒绝服务攻击等具有较强的抵抗力。交易频率低:每秒钟最多只能做七笔交易,效率低下。缺点:能源消耗大: PoW 需要大量的计算能力来解决数学问题,这导致了极高的能源消耗,对环境造成了一定的压力。中心化倾向: 随着比特币挖矿的专业化和大规模农场的兴起,算力逐渐集中在少数大型矿池,导致了一定的中心化趋势。效率低: PoW 机制需要大量的计算时间和资源,这使得交易确认的速度相对较慢,尤其是在高负载时。不适应轻量级设备: PoW 对计算能力的要求高,这使得一些轻量级设备或者移动设备不太适合进行挖矿操作。长期潜在威胁: 量子计算机等新兴技术的发展可能对 PoW 的安全性产生威胁,因为它们可能会在短时间内破解目前的加密算法。虽然 PoW 在比特币等一些主流区块链上取得了成功,但是由于其能源消耗大、中心化倾向等问题,一些新兴的共识机制如Proof of Stake (PoS) 和Delegated Proof of Stake (DPoS) 等也开始得到广泛关注。这些机制旨在解决 PoW 的一些缺点,提高区块链的效率和可持续性。发布于 2024-01-27 13:24・IP 属地日本Pow阅读共识机制赞同添加评论分享喜欢收藏申请