本节书摘来自华章计算机《区块链开发指南》一书中的第2章，第2.3节,作者：申屠青春 主编 宋 波 张 鹏 汪晓明 季宙栋 左川民 编著更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。
2.3 挖矿算法解析
2.3.1 PoW挖矿算法及分析
PoW（Proof of Work），即工作证明。也就是说，你获得多少货币，取决于你挖矿贡献的有效工作，比如，你的电脑性能越好，分给你的矿就会越多，即根据你的工作证明来执行货币的分配。大部分的虚拟货币，比如比特币、莱特币等，都是基于PoW模式的虚拟货币（算力越高、挖矿时间越长，你获得的货币就会越多）。
第1章已经说过挖矿算法其实就是通过一个Hash函数找到一个满足当前难度的Nonce（包含在区块头里面）的值，Hash函数输入数据的长度是任意的，将产生一个固定且绝不雷同的值，可将其视为输出的数字指纹。对于特定输入，Hash的结果每次都不一样，任何实现相同Hash函数的人都可以计算和验证。加密Hash函数的主要特征就是不同的输入几乎不可能出现相同的数字指纹。因此，相对于随机的选择输入，有意地选择输入去找一个特定的Hash值，这几乎是不可能的，否则就破解了所使用的Hash算法，如SHA-256等。
矿工用一些交易来构建候选区块，他会计算这个区块头Hash的值，看其是否小于当前目标值，如果这个值小于目标值，矿工就会修改这个Nonce的值，然后再试一次。通常来说一个矿工会做成千上万次Hash运算，从而得到一个合适的Nonce的值，使得区块头Hash满足当前难度。这也是PoW（工作量证明）算法的由来。
PoW要求出示一定的证明表明工作量，证明可以是直接记录也可以通过概率表示，其中对于由小概率事件累计而成的工作，出示结果等同于证明了工作量（因为不太可能直接得到小概率结果）。在比特币和其他类比特币的系统中，PoW系统是以合乎要求的Hash作为工作结果的。由于矿工需要一定量的计算才能取得合法的计算结果，因此得到合法的计算结果就可以证明完成了一定量的计算。
2.3.2 PoS股权证明算法及分析
PoS（Proof of Stake），即股权证明。它又是什么意思呢？简单来说，它是根据你持有货币的量和时间，给你发利息的一个制度。在股权证明模式下，有一个名词叫币龄，每个币每天产生1币龄，例如你持有100个币，总共持有了30天，那么，此时你的币龄就为3000，这个时候，如果你发现了一个PoS区块，你的币龄就会被清空为0。你每被清空365币龄，你将会从区块中获得0.05个币的利息（可以理解为年利率5%），那么在这个案例中，利息= 3000×5%/365 = 0.41个币。
以现有的比特币运行发展情况来看，比特币每年的挖矿产量都在不断减半，我们可以预计，随着比特币产量的不断降低，矿工人数也会越来越少，这样就会导致整个比特币网络的稳定性出现问题。PoS的解决方案是鼓励大家都去打开钱包客户端程序，因为只有这样才可以发现PoS区块，才会获得利息，这也增加了网络的健壮性。
其次还有一个担忧，就是当矿工人数降低时，比特币很可能会被一些高算力的人或团队进行51%攻击，如果采用PoS体系，你即便拥有了全网51%的算力，也未必能够进行51%攻击，因为这还要求攻击者持有全球51%的货币量，而这是很难达到的。
现在，我们知道比特币是一个永远不会膨胀的体系了，因为它的货币总量看起来貌似是固定的，但实际上比特币是一个货币紧缩的体系，因为总存在钱包永久丢失的可能，PoS采用类似年利率的方式在一定程度上是可以缓解这个问题的。
不过，到目前为止，PoS算法还没有被比特币采用的迹象。
2.3.3 DPoS股份授权证明算法及分析
股份授权证明机制（DPoS）是一种新的保障加密货币网络安全的算法，由比特股bitshares提出。它在尝试解决比特币采用的传统工作量证明机制（PoW）及点点币和NXT所采用的股份证明机制（PoS）的问题的同时，还能通过实施科技式的民主，来抵消中心化所带来的负面影响。
以比特股为例来说，DPoS机制是让每一个持有BTS（比特股发行的一种加密货币）的人对为整个系统资源当代表的人进行投票，而获得票数最多的101个代表将进行交易打包计算。对此，可以理解为有101个矿池，这101个矿池彼此的权利是完全对等的。那些握着BTS选票的人可以随时通过投票更换这些代表（矿池），但如果他们提供的算力不稳定，计算机宕机或试图利用手中的权力作恶，那将会立刻被愤怒的选民们踢出整个系统，而后备代表可以随时顶上去。从某种角度来看，DPoS有点像美国的议会制度，只不过不是四年一次选举，而是时刻都在选举中。
