为什么分叉解决很重要

当两个矿工同时找到有效区块时,传统区块链面临一个困境:网络应该接受哪个区块?这会创建一个临时”分叉”,网络分裂成竞争链。 对用户的影响:
  • 交易不确定性:如果你的交易在失败的分叉上,可能会被逆转
  • 延迟确认:必须等待额外区块来确保终结性
  • 更高费用:由于竞争有限的区块空间导致网络拥堵
对矿工的影响:
  • 能源浪费:挖矿算力被分散到竞争链之间
  • 奖励减少:只有在获胜分叉上的矿工得到报酬
  • 策略不确定性:不清楚应该在哪条链上挖矿

传统方法:等待观察

在像比特币这样的工作量证明系统中,当两个有效区块同时出现时,没有立即的方法来选择它们。两个区块都满足难度要求,所以网络必须等待:
  1. 分裂发生:矿工随机选择在哪个区块上构建
  2. 网络分化:挖矿算力在竞争链之间分割
  3. 等待解决:只有当有人找到下一个区块时,网络才知道要跟随哪条链
  4. 时间成本:在比特币中这可能需要10+分钟

PoEM 的解决方案:测量真实工作量

这里是关键洞察:并非所有有效区块实际上都是平等的。即使两个区块都满足难度要求,其中一个总是需要稍微更多的工作来创建。 传统工作量证明忽略了这种差异,将”足够好”的区块视为相同。PoEM 测量每个区块移除的确切工作量(熵),允许即时、客观的决定。 PoEM 如何即时解决分叉:
  1. 两个区块出现:两者都满足最小难度要求
  2. 测量确切工作量:PoEM 计算每个区块移除的精确熵
  3. 明确获胜者:移除更多熵的区块客观上更好
  4. 即时共识:所有节点立即知道要跟随哪个区块

技术实现

PoEM 使用内在区块权重来测量每个区块完成的确切工作。PoEM 不是只检查”这个区块是否满足最小要求?“,而是问”这个区块到底投入了多少工作?” 这种精度带来了几个关键优势: 网络效率:
  • 单个证明传播:只需要共享一个区块就能实现共识
  • 没有挖矿浪费:所有计算工作都有助于网络安全
  • 永续共识:节点总是对当前链顶端达成一致
可扩展性优势:
  • 即时协调:可以管理无限的并行链
  • 每条链使用相同的客观测量
  • 链之间没有协调开销

永续共识

通过测量确切工作而不是”足够好”的阈值,PoEM 从根本上改变了共识的工作方式。PoEM 不是定期尝试达成协议,而是实现永续共识 - 所有节点始终对当前状态达成一致。 这带来了前所未有的能力:
  • 没有分叉不确定性:用户知道交易立即最终确定
  • 无限可扩展性:可以协调无限的并行链
  • 最大效率:所有挖矿算力保护整个网络
  • 延迟免疫:网络延迟不会创建共识冲突

现实世界示例

想象两个矿工同时找到竞争区块: 设置:
  • 两个区块都满足最小难度要求(16个前导零)
  • 区块 A 哈希:0x0000b9c86d37...
  • 区块 B 哈希:0x0000b9c86d30...

传统 PoW 如何处理:

  1. 两个区块都有效 - 每个都有16个前导零,满足要求
  2. 网络分裂 - 一半矿工在区块 A 上工作,一半在区块 B 上
  3. 等待解决 - 必须等待10+分钟让某人找到区块3
  4. 确定获胜者 - 无论哪条链先得到区块3都成为规范链
  5. 工作浪费 - 失败链上的所有挖矿都被丢弃
结果:不确定性、浪费能源、延迟终结性

PoEM 如何处理:

  1. 测量精确工作 - 区块 A 移除 16.462525964 位熵
  2. 区块 B 移除更多 - 区块 B 移除 16.462525967 位熵
  3. 即时决定 - 所有节点立即认识到区块 B 更好
  4. 统一挖矿 - 所有矿工转换到在区块 B 上构建
  5. 没有浪费 - 所有计算工作都有助于网络安全
结果:即时共识、最大效率、立即终结性
熵差异很小(0.000000003位)但在数学上是决定性的。这种精度确保每个节点在没有任何歧义的情况下做出相同选择。