如果你（nǐ）已经（jīng）了解比特币（bì）有一段比（bǐ）较长的时间了，那么（me）你至少应该听说过“工作量证明 (PoW) ”这个（gè）概念。PoW 背后的基（jī）本概念（niàn）很简单：一方 (通常称为Prover，即证明（míng）者) 提供（gòng）计算结果（guǒ），众所周知，这个结果难（nán）以计算，但易于（yú）验证。并且，在对解法的验证过程（chéng）使得（dé）其他（tā）所有人（rén）可以确认证（zhèng）明者是经过一定（dìng）的计算工（gōng）作量才得（dé）出该结果的。初第一个现代应（yīng）用程序（xù），是 Adam Back 与（yǔ）1996年（nián）发布的“Hashcash”，该应用把基于的（de）PoW机制（zhì）作为反垃圾邮件的措施，要求（qiú）所有电子邮件要附带强有力的PoW。该系统使得垃圾邮件发（fā）送者（zhě）发送大量邮件（jiàn）的（de）行为非（fēi）常不经济 (即（jí）成本非常高)，同时使（shǐ）得个人之（zhī）间可以在有需要的（de）时候能（néng）够相互发送信息（xī）。当前，Bitmessage 也运用相似的PoW系统来（lái）达到这个目的。同（tóng）时，该算（suàn）法（fǎ）也被重（chóng）新以“挖矿”的形（xíng）式来保障比特币网络的（de）安全（quán）。

SHA256

然而，这里有（yǒu）一个问题：PoW机制非常不经济。比特（tè）币（bì）网络每秒（miǎo）执行的SHA256 计（jì）算高（gāo）达六百万亿（yì），而（ér）且这些计算最后并没（méi）有什（shí）么实际价值或科学价值。他们的唯一（yī）作用，是解决由PoW机制带来的问题（tí），这些问题是故意弄得很（hěn）难的，因为恶意攻击者才没（méi）办（bàn）法轻（qīng）易伪装成数百（bǎi）万个（gè）节点（diǎn），从而（ér）压（yā）倒整个网（wǎng）络。当然，这种浪费本身（shēn）不是（shì）坏的；因为没（méi）有替代方案，PoW机制（zhì）所带来的浪（làng）费相比起从去中（zhōng）心化和（hé）版匿名的（de）全球货币（bì）网络所得到奖励，只（zhī）是一笔小钱。这个网络允许所（suǒ）有人向世界（jiè）上的其他人进行（háng）即时（shí）转账，而且手续费（fèi）几乎为零（líng）。而（ér）在（zài） 2009 年（nián），PoW机制（zhì）确实（shí）是唯一的选择。然而（ér），四（sì）年（nián）过（guò）后，人们就（jiù）开发（fā）了许（xǔ）多替（tì）代（dài）品。

Sunny King的 Primecoin (素数币（bì）) 采（cǎi）纳的证（zhèng）明方式也许是最恰（qià）当同时也是潜力（lì）最（zuì）大的替代方法。Primecoin 并非将工（gōng）作量证明完全去掉，而是试图（tú）让工（gōng）作量（liàng）证明变得更有意义。它没（méi）有使用SHA256计算（suàn），但是要求矿工们寻（xún）找长（zhǎng）的由素数构（gòu）成的“Cunningham 链”。这种链含有（yǒu）的（de）所有值都是素数（shù）并且形（xíng）式分别是n-1, 2n-1, 4n-1 …。为（wéi）了准确起见，我们也（yě）要（yào）知（zhī）道，n+1, 2n+1, 4n+1也可以是一条Cunningham 链，而Primecoin也接受“bi-twin chains”，这种链的形式为n-1, n+1, 2n-1, 2n+1…并且（qiě）只（zhī）包含素（sù）数。

乍一看，这些（xiē）链的用途是什（shí）么并不明显。Primecoin的提倡者已经指出了一（yī）些理论上的应用，但（dàn）是这些应用全（quán）部都要求只使（shǐ）用（yòng）很难生成的（de）长度为（wéi）3的链。然而，更（gèng）有说服（fú）力的论证（zhèng）是，在现（xiàn）代（dài）比特币（bì）的挖矿中，挖矿硬件的大半（bàn）生（shēng）产（chǎn）成本其（qí）实都花（huā）在了寻找更有（yǒu）效的挖矿（kuàng）方（fāng）法上（比如说ASICs，优化电路等），而不是花在建（jiàn）造或运（yùn）行挖矿设备本（běn）身（shēn）。但是在Primecoin的世界里，研究的重点（diǎn）则（zé）是寻（xún）找完成算（suàn）术和数论运算更加有效（xiào）的方法，而这些方法的应用范（fàn）围（wéi）远不（bú）止挖掘加密货币。

Primecoin 这样的“有用的工作量证（zhèng）明”最有前途的原因是：如（rú）果（guǒ）计算足够有用，则（zé）货币的“浪费因（yīn）素”能够降（jiàng）低为（wéi）零，这将使货币成为社会公（gōng）益。例如，假定存在一个（gè）计算（suàn），它由于（yú）某种原因有（yǒu）1020分之一的机会能够使研（yán）究人（rén）员在治疗癌症的道路上明显地进步。

但是，没有个人或组织有足够的（de）动力去尝试。原（yuán）因如下（xià）：如（rú）果他们侥幸成功的话，他（tā）们要么把研（yán）究结果公（gōng）之于众来（lái）挣一点可怜的好处和媒体短时期的称赞，要（yào）么（me）试着把它卖给某些（xiē）研究人员并（bìng）签订一个保密（mì）协议（yì），但是（shì）无（wú）论（lùn）怎样，他们都很有可（kě）能不（bú）能（néng）赚大钱。

可是，如果这（zhè）个神奇（qí）的（de）计算（suàn）被（bèi）整合到货币中，区（qū）块奖励将激励（lì）许多人完成运算，而（ér）计（jì）算（suàn）结果将可以（yǐ）在区块（kuài）链上被所（suǒ）有人看到。社会奖（jiǎng）励将超过电费。可（kě）惜，至今我们（men）不知道任何（hé）治愈癌症的神奇计算。最接（jiē）近这种运（yùn）算（suàn）的是（shì）Folding@home，但是它缺乏数学验证性。一些（xiē）伪造（zào）的运算结果不仅使工作量证（zhèng）明检测器难以鉴别，而（ér）且对社会毫无价值，一些不（bú）诚实的矿工会利用（yòng）这（zhè）个漏洞轻易地骗（piàn）过系统。在数学上可以验（yàn）证的有用工作量证明（míng）系统（tǒng）中，Primecoin 是最好的（de）。至于它的社会效益（yì）是否会完全超过他的生产（chǎn）和电力开销则（zé）很难判断。许多人怀（huái）疑不会。但（dàn）是即便（biàn）如此（cǐ），Primecoin 所（suǒ）取得的成就也是值得赞扬（yáng）的。因（yīn）为就算是挖（wā）矿（kuàng）的话费只有部分（fèn）被转化（huà）成了社会公（gōng）益，这也比（bǐ）完全（quán）浪费好。