详解PoC挖矿前世今生

2014年，POC容量证明共识算法被提出，源自Burst，其目的在于解决POW资源浪费等问题。PoC和PoW一样，一直基于哈希算法。

PoC与PoW的区别

PoW算法以物理算力为基础，计算出满足条件的哈希值后再产生新区块。根据Digiconomist的比特币能源消耗跟踪器数据显示，比特币挖矿每年消耗电力约为66.7万亿瓦每时，占全球耗电量的0.2%。

而PoC算法的核心是将区块生成与有限的硬盘存储空间绑定，使用硬盘的空白空间进行挖矿。简单来说，PoC算法是在挖矿之前，将可能的解决方案存储在挖矿硬盘驱动器上，硬盘越大，存储的解决方案值越多，旷工就有更高的概率赢得挖矿奖励。因此，PoC算法消耗的不是算力，而是硬盘的存储空间。

挖矿过程

挖矿过程实际上包括两部分。

| 绘图过程/缓存过程（Plotting）

在硬盘中创建Plot文件（缓存文件）。首先，要选择一个8字节的随机数Nonce，加上你的账户ID一起进行Shabal256计算，得到一个哈希值。账户ID是由私钥推倒出来的，可以用来标识用户身份，可以避免几个人共用同一套缓存数据进行作弊行为（增加搜索空间的范围）。把前一步得到的哈希值添加到账户ID和Nounce前面，再进行一次Shabal256计算。每个哈希值的长度是32字节，当数据的长度超过4096字节后，每次只取最近的4096字节数据进行哈希。

当完成了8192次循环后，你会得到8192个哈希值。这8192个哈希值会两两一组，称为一个Scoop，一个Scoop是挖矿使用的最小数据单位，一个Scoop是64字节。每个 scoop 会被分配一个从 0 到 4095 的标号数字。对每个矿工来说，Account ID是固定的，上面生成的8192个Hash值其实只和Nonce有关，Nonce是8字节的，取值范围在0-18446744073709551615，这是个非常大的数字。矿工只会尽可能多地缓存Nonce和对应的4096个Scoop来提高自己找到解的概率。

| 实际挖矿

计算出Scoop后，还会通过Shabal256和签名处理这些数据，产生名为Target的新哈希值。所有哈希值前8个字节就是所谓的最终时间（Deadline）。

选出计算出的最小deadine。Deadline就是上个区块生成后，生成下一个区块前必须等待的最短时间。如果一个矿工计算出了自己硬盘中的deadline，需要检查是否为当前网络的最小值,如果其他矿工发送了有效的信息（更小值），旧信息废弃。如果在有效时间内，没有矿工提交新的有效信息，那么这个矿工就获得锻造新区块的权利并获得区块奖励。

PoC挖矿特点

·存储硬化，强制占满所有用来挖矿的存储空间。

·对存储设备的读写速度要求不高。

·网络带宽不敏感。挖矿的搜索过程是离线的。

| 优势

·门槛较低。PoW算法使用挖矿设备为硬件，相较于PoW矿机，价格较低，门槛较低。

·无需大量算力，更为环保。一旦挖矿所需的数据生成完毕，实际挖矿过程中，几乎不需要计算资源参与。

· 没有项目限制。PoW挖矿项目根据不同的算法，需要使用不同的矿机进行挖矿，如果项目跟换算法，在某些情况下矿工需要更换矿机。PoC挖矿只依赖硬盘容量，因此不需要考虑算法问题。

| 缺点

·可能出现恶意软件绘制硬盘。

·相比PoW,中心化的成本更低。

当前大热的PoC项目包括IPFS、Spacemesh、Holochain 等。IPFS是一个旨在创建持久且分布式存储和共享文件的网络传输协议。Spacemesh的愿景是以更合理的设计创建真正点对点的电子现金网络，并在第二层支持智能合约。而Holochain的愿景是成为一个真正的去中心化、民主、公平分配、安全的互联网。