前一段时间在看中本聪论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》时，一直没弄明白他所说的工作量证明机制，倒底是怎么一回事，也不明白挖矿为什么那么费资源，今天终于弄明白了。
先来看看中本聪论文中的描述，一个块包含了若干交易记录，将这个块加上一个随机数Nonce做SHA256运算，最终结果要满足前N位是0，以此类推，以后每一个块都前面一个块加随机数的散列值。这样可以有效防止交易被篡改，因为要修改某块中的数据，意味着要将该块及以后的每一个块中的随机数都要计算一遍，且满足某数据块加随机数的散列值前N位是0。找出Nonce的值很麻烦，但是验证起来很容易，只需要进行一次运算即可。


计算Nonce过程就是传说中的挖矿，它将耗费大量的计算资源，举一个简单的例子，有一个字符串“string”，现在要求一个随机数，使得”string“+随机数的散列值前N位是0，没有好的办法，只能通过不断的尝试才能求得这个随机数是多少，尝试的次数是有一个区间的，为了求出随机数的值，需要进行一定量的运算，这个运算的过程就是挖矿，比特币挖矿的好处是能获得一定量比特币的奖励。
工作量证明机制是在 Markus Jakobsson and Ari Juels 1999年的论文中首次提出的，最初是被应用在Shell Money中，该机制最大的特点就是不对称性：工作量具有可行性，但是具有相当的难度，需要耗费一定量的时间和资源，但是对于验证方来说，非常容易，就好比招聘时要求本科毕业证，为了达到这个要求，一个学生要进入大学学习四年，以取得毕业证，但是对于招聘单位来说，想要验证这个学生的工作量够不够，只用看一看毕业证就行了。工作量证明机制除了电子货币以外，还有一些应用场合，那就是用来阻止拒绝服务攻击和垃圾邮件，它是通过要求请求者一定量的运算来实现的，这样就能避免请求者迅速、不断地发送请求。
比特币挖矿，即求解符合要求的随机数，需要耗费大量的计算资源和电量，除了能获得一定量的比特币收益外，并没有其它实际意义。相比之下，另外一种虚拟货币”质数币“的工作量证明机制，在挖矿的同时，能够给数学学术界带来一定的科研贡献。