为什么说权益证明是区块链技术发展的未来?

数字加密货币正受到来自社会公众的广泛指责,人们认为其正对环境施加着过度的负担。这种担心加密货币(区块链技术的主要应用对象)会对生态环境造成深远危害的担忧,具有毋庸置疑的合理性。单就比特币(Bitcoin)而言,大约每年所消耗的能量就超过 41 兆兆(10^9)瓦时,几乎和新西兰全国一年的能源使用总量持平。比特币造成环境问题的根源,是其为了完成网络中每笔交易的验证所采用的工作量证明协议。

工作量证明,是区块链技术中确保账目交易有效性的机制。只有计算机就计算出复杂的密码学难题后,数字账本上才能记录下新的交易区块信息。一旦某位矿工成功解出一个密码学问题,链上的某一个交易区块就随之产生。这个交易块携带着已经完成的交易信息,沿着网络继续传播。矿工每挖出一个交易区块,就会获得一笔数量预先确定的数字货币,以及与交易块中包含的具体交易相关的其他费用。在挖出下一个交易块并获得相应报酬的比拼中,矿工们耗费大量能源以保持竞争优势。成功的挖矿能让矿工收回挖矿所消耗的能源成本,因为矿工可以将加密货币兑换为法定货币。

在像中国和蒙古这样电力成本较低的国家,超大规模的采矿业务主要靠煤炭供电,而廉价能源的使用正逐渐成为全球变暖和环境恶化的主因之一。此外,比特币矿工对电网供电的依赖也使得他们陷于麻烦的处境,因为电力供应到头来是由政府机构和监管机构所掌控的,这些机构可决定限制能源供应,或对挖矿行为征收额外税费。例如,中国对不合理能源消耗的打击行动可能会对比特币价格造成重大打击。中国政府对于加密货币已经采取了严厉措施——禁止了数字加密货币的首次公开发行,并关闭了在线交易交易所。在接下来的几周和几个月里,中国政府也正计划采取行动取缔国内的挖矿行为

即使没有政府干预,在比特币目前的工作量证明体系上进行挖矿最终可能会无利可图。每四年,颁发给矿工的奖励就会减半。在2021年至2024年之间,预计矿工每挖一个区块,只能得到只比六个多一点的比特币。2024年后,这一数字将再次减半。随着报酬降低,网络中矿工数量的减少可能意味着网络中安全漏洞的增加,以及对比特币价格的深刻影响。

不管区块链技术如何演进,各类新项目的一个主要目标总将是:以某种不可篡改的方式,达成去中心化的、分布式的共识。这些项目力图有效生成参与各方均认可的记录。像 DFINITY 这样的第三代区块链网络正在采用权益证明,一种考虑到环境影响的工作量证明的替代机制。权益证明既降低了挖掘交易区块的计算能量成本,也解决了工作量证明这一机制中所出现的一些问题。权益证明为基础的共识算法为网络中的用户提供与其所持有代币数量成正比的挖矿机会。也就是说,一个持有网络中 10% 权益(或者说持有所有代币中 10%)的个体能验证交易量中与其持币比例成正比的部分交易。这位矿工理论上可以对总区块中十分之一的区块进行挖矿。持币者们,或者说验证者们,会在验证下一个交易区块有效性时共同参与一个表决环节。各位验证者的表决权重与其持币比例成正比。由于维护电子账簿的完整有效性符合每位矿工各自的利益,权益证明这一机制便能因此确保交易网络的安全性。除此以外,权益证明还会对用不正当手段操纵整个系统的参与者施加惩罚措施。如果参与者在验证下一个区块的过程中未能良好履行其角色的对应义务,则处罚包括网络没收验证人的对应份额的钱包。这是因为一枚代币不可能同时处于被持有状态或处于被交易状态。

虽然这类区块链网络还没有得到广泛的测试,但权益证明这一模型正吸引大量关注,并充满潜力。它的计算成本远低于工作量证明,并且降低了挖矿的经济和生态成本。当 DFINITY 和其他第三代区块链被逐渐部署时,其早期的优势将包括更强的网络安全性和更高的能源效率。区块链共识算法运行速度的提高也会对可以在其网络上运行的各种应用产生广泛的影响。

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