工作量證明(Proof of Work，簡稱PoW)，類似於現實生活中的畢業證或駕駛證，通過檢驗結果的方式（如通過相關的考試）來獲得認證。在加密世界中，PoW 是區塊鏈網路的底層共識模型，是使各節點在網路中的達成一致的標準，以此來確認交易並爲區塊鏈生成新區塊，並在此過程中建立激勵機制，用作對生成區塊的節點的獎勵。

PoW 的提出

PoW （Proof of Work）工作量證明相關的學術研究最早始於20世紀90年代初。1993年，美國計算機科學家、哈佛大學教授辛西婭·德沃克（Cynthia Dwork）提出了工作量證明思想，用來解決垃圾郵件問題。
1997年，亞當·貝克（Adam Back）發明的哈希現金（HashCrash）技術中應用了工作量證明機制，用於抵抗郵件的
拒絕服務攻擊及垃圾郵件網關濫用，強制要求每個郵件發送者，必須進行一段哈希運算，人爲造成一小段時間的延遲。
哈希現金技術後來被廣泛用於垃圾郵件的過濾，也被微軟用於著名的Hotmail、Exchange，Outlook等產品中）。
2008年，中本聰在發表的《比特幣：一種點對點的電子現金系統》等相關論文中，首次將工作量證明思想應用於區塊鏈共識過程中，提出了比特幣系統的區塊鏈PoW共識算法。

原理

PoW共識算法的工作基礎是哈希函數，對於一個一定長度的的字符串輸入s，哈希函數H（s）輸出結果的長度是固定的，並且計算H（s）的過程是高效的。而對於比特幣、以太坊等典型區塊鏈系統所使用的哈希函數，還需要具備以下3個前提。
前提1：哈希函數要避免碰撞，即不會出現輸入的值不同，但得到的哈希值一樣。
前提2：計算過程不可逆，對於一個給定的輸出結果H（s），想要逆向推導出輸入s，在計算上是不可能的。
前提3：不能使用窮舉法之外的其它方法使哈希函數計算結果H（s）落在特定的範圍。

如何運作

PoW 共識算法的參考流程如下：
（1）系統指定一個全局難度值，根據該難度值可以決定下一個區塊的哈希計算結果必須滿足的要求，一般是要求哈希值小於某個值，爲了保證出塊時間穩定，隨着系統的節點規模逐步增大，難度值也會逐步增加，並且每過一段時間系統會調整難度值；
（2）系統各節點將接收到的多個交易信息打包到新區塊的區塊體中；
（3）系統各節點構根據新區塊體中的交易信息組裝新區塊的區塊頭，區塊頭一般應包含上一個區塊的哈希值、由新區塊打包的交易信息生成的哈希值、當前系統確定的難度值、時間戳、隨機數Nonce的值；
（4）系統各節點使用區塊鏈系統規定的哈希算法進行計算，如比特幣系統採用的雙重SHA256哈希函數，並將計算結果與系統當前的難度值進行比較，如果哈希值不滿足難度值要求，則修改區塊頭中的隨機數Nonce的值，循環進行下一次哈希值的計算；如果節點成功計算出滿足難度值要求的哈希值，則馬上對系統統所有節點廣播新區塊信息；

（5）節點收到來自其它節點的廣播後，會對收到的新區塊信息具進行驗證，如比特幣系統節點對收到的新區塊頭進行雙重 SHA256 哈希計算。如果驗證通過，就不會再競爭當前區塊，而是選擇接受新區塊，寫入到分布式帳本的本地副本中。
(6)系統各節點開始下一輪出塊權的競爭。
在PoW 算法中，系統中只有最快計算出滿足難度值要求的希值的節點，才會擁有將新區塊添加到分布式帳本中的權力，而其它節點只允許對主節點創建的新區塊進行復制，從而確保每個節點中分布式帳本刷本數據的一致性。

局限性

PoW 共識算法依靠算力競爭來分配記帳權，隨着區塊鏈系統節點規模的快速增加，必然造成巨大的算力資源和電力浪費，據相關數據，2020 年比特幣系統消耗電力達 1348.9 億度電，相當於一個省全年的用電量，這是PoW算法最大的局限性。
同時 PoW 共識算法由於運算時間過長，變得獲得記帳權的等待時間變久交易確認週期也會變長，嚴重影響產生區塊的效率，例如比特幣系統，目前大概是每10分鍾產生一個區塊，因此比特幣系統無法每秒交易處理，性能 TPS 也是PoW共識算法的局限性之一。