火热的Grin，没落的PoW

这段日子没少被Grin刷屏，作为2019年的第一条鲶鱼，Grin着实吸引了不少人的关注。

值得一提的是，在目前使用PoW机制的项目越来越少的背景下，Grin依然采用完全的PoW机制，即所有人都只能通过挖矿来获得Grin。 这里面的门道，值得跟大家提一下。

1. 什么是挖矿

世有挖矿，然后有区块链，区块链常有，而挖矿不常有。

所谓挖矿，实质上是用计算机解决一项复杂的数学问题，率先求出特解的用户得以奖励。挖矿往往通过PoW（工作量证明）来实现。PoW机制指的是要求出示一定的证明来表明工作量，对于由小概率事件累计的工作来说，出示结果就等同于证明了工作量。

在挖矿这个行当，工作量就相当于算力，你的算力强，相同时间下工作量自然就大。对区块打包权的竞争，本质上是算力的比拼。

最初，矿工通过家用电脑就能实现挖矿，这段时间是去中心化体现的最好的阶段。随着时间的推移，机敏的商人们发现其中有利可图，于是许多专门用来挖矿的矿机诞生了，其挖矿效率远远超过了家用电脑。

人们逐渐发现，基于PoW的算力争夺战，不但会消耗大量的能源，更重要的是算力可能会被矿场所垄断，给去中心化造成威胁。

因此，近年来许多知名的公链采用的都是PoS（股权证明），以太坊虽然用的是PoW，但也在绞尽脑汁的把共识机制更换为PoS。

2. 矿机的发展史

要挖矿，自然就离不开矿机。广义的矿机，包含一切可以挖矿的电子设备，如笔记本电脑，也算矿机；狭义的矿机，指的是专门发明出来挖矿的设备，挖矿就是它诞生于世的唯一使命。

下面我们简要介绍一下矿机的发展史，只有对矿机有一个初步的了解，我们才能明白挖矿之争，他们究竟在争什么。

①CPU矿机：最早的矿机就是家用电脑，通过CPU来挖矿，普通人在家就可以成为矿工。
②显卡矿机：主要有两家显卡GPU芯片供应商，AMD和NVIDIA，说白了他就是加强了显卡配置的电脑。
③FPGA矿机：可以算一种过渡性矿机，使用FPGA可编程芯片为核心，相当于一个可定制的硬件。
④ASIC矿机：挖矿效率极高，每秒能进行万亿次哈希运算，相当于一百万个CPU的计算能力。

对①②来说，即便不用来挖矿，当成普通电脑来用也无妨，而对③④来说，不用来挖矿，就只能报废了，用来当电暖气都嫌他噪声大。现在市面上的矿机，主要就是②和④。明明④的挖矿效率极高，为什么②还能顽强生存呢？这里还有另一个问题。

3. PoW的命门

我们不难猜到，中本聪在设计比特币的时候，希望的自然是人人皆可挖矿。但随着区块链逐渐被外界所熟知，挖矿竞争越来越激烈，普通电脑的算力根本无法与ASIC矿机相抗衡，更不要说与掌握大量矿机的矿池相比了。

事物发展的趣味之处就在此，ASIC矿机因区块链挖矿火热而诞生，但客观上却对区块链及去中心化起到了反作用。此外，争议之处尤其在于，目前ASIC矿机主要被比特大陆等少数生产商所垄断，这几家生产商几乎完全占据了国际开采算力，被外界称之为“矿霸”。

试想，现在市面上的ASIC矿机倘若完全被比特大陆所垄断（现在也差不多了），那比特大陆除出售矿机获利外，肯定会选择与有实力的矿池联手垄断算力，才符合其利益最大化（现在它也是这么做的），这个时候，所谓的去中心化，PoW共识机制事实上就有名无实，沦为了一纸空文。

最初，PoW虽然在效率、能耗等方面遭遇诟病，但确实是最公平的共识机制。随着ASIC矿机的出现，挖矿生态无疑受到了影响，广泛共识存在的基础也随之变化，这是PoW机制的一个潜在的问题。

4. Grin做出的选择

不同于向PoS靠拢的众多公链项目，Grin依旧选择了PoW，那如何防止算力被矿霸裹挟，就成了摆在Grin面前的首要问题。

现实是，与显卡矿机相比，ASIC矿机算力更为强大，能耗也更低，但是也更容易受到矿霸的控制。为平衡显卡矿机和ASIC矿机的关系，Grin采用双PoW共识机制，包括面向显卡的 CuckARoo 和面向 ASIC 的 CuckAToo，而前者是一种抗ASIC算法。

在实现上，Grin约定了两年的过渡期。即在上线初期，抗ASIC算法占90%的出块比例，面向ASIC的算法占10%。此后两年内，抗ASIC算法所占的区块比例逐渐从90%下降到0，而面向ASIC的算法则从10%上升至100%。相当于每过8天抗/面向ASIC的比例下降/上升1%。

其目的也很简单，就是为了使项目在诞生之初不被矿霸垄断算力，提供了一个相对安全的缓冲期。如果起初就能通过ASIC矿机挖矿，那显卡矿机基本就被断了活路，而如果走抗ASIC矿机路线的话，则需要通过时常改变共识算法来避免ASIC矿机进化，极容易造成硬分叉。

没错，在这方面，XMR就吃了个暗亏。为了抗ASIC，XMR不断得硬分叉，每分叉一次，其核心用户就流失一次，逐渐式微。

5. 结语

有人问：有没有一种能够永久抵御ASIC矿机的算法？

答案是没有。因为技术在不断进步，现在的抗ASIC算法，几个月之内就会被ASIC矿机攻破。就目前而言，掌握强大算力的矿池，能够轻松毁灭一个与其相同PoW算法的区块链项目（如知名的SHA-256挖矿谜题）。

那PoW是不是就没落了？答案是那也未必，Grin这个缓冲的机制以后会被更多的项目所借鉴，应该说，这比PoS要更加公平些。对未来诞生的区块链项目来说，PoW依然是重要的共识机制。

而Trias则提供了另外一种思路，Trias提出“安全验证即挖矿”，并且能够通过贡献算力和安全验证程序等过程来挖矿，避免大量算力浪费在计算谜题上，转而将其运用在自动化分析或测试程序上，这也算是一种新颖的“工作量证明机制”。