PoW，即Proof-of-Work，工作量证明，本质上是一种经济手段，它要求请求资源方提供一些“工作”来证明它没有恶意，因为这些工作需要花费一定的资源（时间或金钱），所以可以用来解决如ddos攻击、垃圾信息等问题。相应地，这些工作必须有如下特点：对于资源请求方来说难于立即解决（不过是可解的），但对于资源提供方来说是容易验证的。
对于比特币来说，它使用的是一种叫hashcash（哈希现金）的工作量证明，它最初被用于做邮件过滤，对于正常的邮件来说，因为一般来说短时间内发送量不会很高，相应的工作量证明也不会占用很多时间。但对于垃圾邮件来说，因为需要发送的量很大，占用的计算资源也就很大，这样做是得不偿失的，所以也就能够过滤掉垃圾邮件。
在比特币中，hashcash则是用来产生区块的。在一个区块被添加至链上之前，矿工必须完成工作量证明。这里又存在一个问题，矿工为什么会想要去完成工作量证明呢（耗费计算资源）？这是因为产生区块的过程实际上是在记账，是把交易记录、时间、账本序号、上一个区块的hash值一起hash打包的过程，而对于记账成功的矿工是提供比特币奖励的，这就激发了矿工争相记账，但最后能够完成工作量证明成功记帐的矿工只有一个。
矿工在进行工作量证明之前，要做如下工作：
- 收集广播中还没有被记录的交易信息
- 检查每个交易信息中付款地址的余额信息
- 检查交易签名
- 打包验证通过的交易信息
- 添加一个奖励交易（新区快的首个交易）：给自己的地址增加12.5个比特币（奖励）
之后就开始进行工作量证明（散列算法一般选择SHA256）：
- 把上个块的hash值与当前帐页信息一起进行hash处理
- 设置一个随机值nonce
- nonce递增，并对nonce，和第一步得到的字符串一起做hash，得到满足前置0个数的结果，就是正确的nonce
可见“工作”就是找到随机数的过程，当然这个工作的难度会根据区块产生的速度自动调节，一般是10分钟左右诞生一区块，难度调节则是通过设置前置0的个数。当一个矿工成功完成工作后，就会广播发布区块，收到区块的网络节点进行验证，验证通过则不再竞争，而是再此区块后进行工作。如果同时收到多个区块，则先在最先收到的区块后进行工作，保留其余收到的区块，若后续发现另一条链更长则更换区块。
从上述过程我们可以发现POW机制的优缺点都比较显著：
优点：
- 去中心化，做的工作越多，得到的越多，而且相对公平，即使算力更大也只是获得收益的概率变大，难以达到垄断。
- 安全性高，理论上来说要做attacker必须具有压倒性的算力优势（>50%），而且对于一般attacker来说，诚实挖矿的收益还更高，所以一般不会出现欺诈的现象。
缺点：
- 资源浪费。目前比特币的价格十分高昂，吸引了越来越多的人投入这一领域。大批矿池、矿机进行军备竞赛，加快挖矿的速度。但因为比特币系统的调节，新区块产生的速度越快，计算问题的难度就会更大，以至于形成了恶性循环，许多计算资源就这样浪费掉了。
- 交易确认时间过长。随着节点的增加，区块链更容易产生分叉，选择最长的主链后其他的分支都要舍弃。目前区块确认的共识周期长达十分钟，每秒交易量也很低。
对于资源浪费这一点，可以引入一些更有价值的问题，如寻找大的素数等数学、物理乃至其他学科上的计算问题，而不只是单纯进行hash值寻找。但实际上，要完成这一点还是很难的，因为这些问题可能相对难以快速验证，也没有好的方法去控制问题难度。
对于POW的缺点，另一种共识机制：POS（Proof of stake）提供了很好的解决方案：
- 不需要消耗庞大的算力，节省电力：如在BFT-style的POS中，不再根据计算工作来证明自己，而是每个人都被随机的选择去创建块，但块的确认是通过多轮的投票来决定的，这就避免了资源消耗。
- POS机制会对节点持币以及维持节点给予少量的奖励，然而恶意交易所受到的惩罚会千百倍于奖励，这就防止了持币多的人进行恶意操作，防止中心化。
当然，POS也存在自己的缺点，以至于近来还出现了POW-POS混合机制。想必在不远的未来，区块链共识机制会更加的成熟，更加的稳定。