算力

先看这个”隔着网络”的麻烦有多难对付。

先看一个麻烦：你怎么让陌生人相信你花了力气

你在网上跟一个从没见过的人打交道。你想让他相信”我为这件事实打实花了两小时”。

面对面时这不难：他可以看着你做。隔着网络，他能收到的只有一段数据。而数据没有重量——你敲一行”我花了两小时”跟你真花了两小时，发过去的字节完全一样。

再退一步，问题更麻烦：就算你真花了两小时，你也没有办法把那两小时装进数据里。力气是物理世界的事，网络那头只有比特。

朴素尝试为什么都不够

招数一：他信你的话。 那就等于没有验证。任何”我说我花了”的方案，说谎的成本是零，收益是正的，所以一定会有人说谎。

招数二：让他看时间戳，看你在线多久。 挂着不动也算在线。就算他能看到你的进程一直在跑，跑什么他不知道，空转和真干活占用的时间一样长。

招数三：让他重做一遍，看结果对不对。 这能验真，但代价错了：他要花和你一样的两小时。一个人验一次就两小时，一万个人验就是两万小时。验证的成本必须远小于付出的成本，否则整个系统跑不起来。

招数四：找个平台当担保，由平台确认你干了活。 又回到”必须信任某个第三方”，而这正是要消掉的东西。

招数五：让他检查你的成果本身，比如一段代码、一篇文章。 这在人类之间有效，但成本和质量的关系太松：可能你两小时写出的东西，别人十分钟就写出来了。想要的是成本能精确定价的东西。

五次失败凑出四条要求。需要一件事情，它必须：

1. 做起来慢，且慢的程度可调；
2. 验起来快，快到几乎免费；
3. 没有捷径，只能老老实实一步步试；
4. 结果自带证据，不需要额外证词。

同时满足这四条的现成材料，恰好就是哈希函数——因为它单向，所以要让输出落在指定范围内只能穷举（第 1、3 条）；因为算一次很快，所以核对只要一次（第 2 条）；因为确定性，所以谁都能自己算一遍确认（第 4 条）。

机制：用真的 SHA-256 算一组

规则：给定一段固定文字，后面接一个数字（叫随机数，nonce），要求 SHA-256(文字 + 数字) 的十六进制开头有若干个 0。只能从 0 开始一个个试。

下面三组是实际跑出来的结果，用的是字符串 elea 加数字：

要求开头 2 个 0：试到 34       → 001462c283a096c0e3fd676b230e73ac...
要求开头 3 个 0：试到 2,945    → 00052f312664f0727b8ca8131c12561c...
要求开头 4 个 0：试到 19,546   → 0000ff592480877e5aa4481832a17d18...

每一位十六进制有 16 种可能，所以要求多一个 0，平均要试的次数就乘以 16：

2 个 0：平均 16² = 256 次
3 个 0：平均 16³ = 4,096 次
4 个 0：平均 16⁴ = 65,536 次

实测的 34、2,945、19,546 分别落在这三个期望值附近——它是随机的，单次会偏，但量级对得上。

关键在最后一步：你把 19546 这个数字发给对方。他做一次 SHA-256，看到开头四个 0，就知道你平均试了六万多次。他没有重做你的六万次，只做了一次。

四条要求全部满足了：慢（试六万次）、验得快（一次）、无捷径（哈希单向，只能穷举）、自带证据（那个数字本身就是证据）。

于是”力气”有了可通信的单位。你每秒能做多少次这样的尝试，就是你的算力：

1 KH/s = 10³ 次/秒
1 MH/s = 10⁶
1 GH/s = 10⁹
1 TH/s = 10¹² （一台矿机大致在 100 TH/s 这个量级）
1 EH/s = 10¹⁸ （全网在数百 EH/s 量级）

算一下全网规模的含义。若全网 100 EH/s = 10²⁰ H/s，十分钟内全网总共尝试 10²⁰ × 600 = 6 × 10²² 次哈希。一台 100 TH/s = 10¹⁴ H/s 的机器在其中占 10¹⁴ / 10²⁰ = 百万分之一，所以它平均一百万个区块才轮到一个——按十分钟一个块算，约 19 年。这就是矿池存在的全部原因：不是为了提高收益期望，而是把一次十九年的赌博换成天天的小额分账。

回头看：这是”难做易验”第一次变成一种货币

哈希函数那一条列过三条性质，其中”单向”当时看着像个安全属性——防止别人反推原文。

这里它被反过来用了。正因为不能反推，想让输出满足条件就只能穷举；穷举花掉的次数无法伪造，于是成了可计量的成本。 一个用来”保护”的性质，被改造成了一台把电力换成凭证的机器。这是工作量证明的核心，算力就是它的计价单位。

还有一处旧直觉被推翻。招数一到招数四都在找”谁来作证”，默认信任必须由某个主体提供。算力给出的答案是：没有主体作证，证据就是那个数字本身。任何人拿到它、算一次哈希，就独立完成了验证。这也解释了为什么最长链规则可以不问身份就比较两条链——它比的是链上累积的算力，而算力人人可验。

边界与常见误解

算力不是”计算能力”的通称。 它专指做特定哈希运算的速率。一台 100 TH/s 的矿机做不了别的事：它是为 SHA-256 定制的电路（ASIC），跑不了通用程序。拿算力和超级计算机的浮点性能比较是两把不同的尺子。

算力高不代表出块快。 出块间隔由难度与目标值反向调节：全网算力涨十倍，难度就跟着涨十倍，平均还是十分钟一个块。算力增长换来的是攻击成本上升，不是吞吐量上升。

运气的波动比直觉大得多。 挖矿是无记忆的：试了一百万次没中，第一百万零一次的中奖概率和第一次完全一样。不存在”快要中了”这种状态，也没有任何进度可言。

H/s 里那个 H 是完整的一次哈希尝试，不是一次浮点运算。 不同链用不同哈希函数（有的用 SHA-256，有的用别的），跨链比较 H/s 数字没有意义——单位相同，衡量的动作不同。

“51% 算力”是个门槛，不是开关。 低于一半也能以一定概率改写最近几个块，只是概率随深度指数下降；超过一半也不是立刻就能改任意历史，重算深处的块依然要花掉相应的时间。