耗费电力资源的比特币挖矿值得吗?

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为了从比特币挖矿中赚取利润,人们必须购买挖矿设备并支付电费。随着越来越多的矿工加入到比特币网络,尽管有人认为比特币挖矿带来的利好要超过生产数字货币的所需成本,另外一些人则开始担心挖矿的电力资源消耗会对环境产生负面影响。

比特币挖矿和能源消耗

新的比特币是通过一个称为挖矿的过程而产生,在这一过程中,计算机会消耗能源和运算资源来解决数学难题难,并确认核实最近生成的比特币交易块。成功解决数学问题的矿工将区块添加到区块链中,然后接收获得新生成的比特币。数学问题的难度最终取决于网络的计算能力。随着比特币网络吸引的矿工越来越多,挖矿的难度也逐渐提高,并且通常挖矿设备消耗的能源也会增加。

比特币网络目前每年消耗约2.55千兆瓦(GW)的电力。从这个角度来看,爱尔兰整个国家的平均用电量为3.1GW,奥地利的平均用电量为每年8.2GW。在过去一年中,比特币网络每年消耗的太瓦时(TwH)估计增加了413.37%。而在捷克,比特币网络每年要消耗全国102.3%的电力。

数据顾问和区块链专家Alex De Vries认为,比特币采矿消耗的能源量存在问题。在最近发布于Joule的一项研究报告中,Alex De Vries发现每笔比特币交易平均消耗的电量为300千瓦时(KwH),考虑到新矿工加入网络的速度,伴随着挖掘难度的增加,今年年底这个数字有可能达到900 KwH。

Alex De Vries告诉Cointelegraph说,尽管人们可能尚未发现比特币挖矿对环境造成的变化,但挖矿作业确无助于全球气候和环境目标的实现。

哈希率和能源消耗

能源开采消耗量似乎在不断增加。随着挖矿设备解决块体问题的能力变得更强,每个挖矿设备所消耗的电力会相应增加。为了保持领先于竞争对手的水平,矿工总是在寻找具有更高哈希率的采矿设备。哈希率指的是矿工能够提供数学问题答案的速度。哈希率越高,意味着找寻问题答案的速度越快。

起初,这个问题很容易通过标准的中央处理器(CPU)解决,但随着越来越多的矿工加入网络,问题变得更加困难,矿工们发现GPU更适合解决挖矿难题。仅仅几年之后,相比GPU,FPGA和专用集成电路(ASIC)解决问题的能力则要更优。

包括企业家和前Google信息安全工程师Marc Bevand在内的一些人相信,挖矿消耗的能源量将促成可再生能源形式的进一步创新。并且Bevand认为,能源消耗最终将导致整个社会的可再生能源的成本下降:

“由于矿工对电价非常敏感,他们通常会推动公用电力事业公司进一步开发可再生能源,这也是目前最便宜的能源。例如在中国,由于其水力发电量大,许多矿工集聚在了四川省。另一个例子是一位澳大利亚企业家正在建设一个20兆瓦(MW)的太阳能动力矿场。如果加密货币矿工的能源使用量继续增加,它将有助于降低整个社会的可再生能源成本(需求增加→研发增强→产能增加和效率提高→通过规模经济降低成本)”。

电力成本已经促使着矿工们去寻找更便宜的能源。很多公司也一直在寻找像加拿大和中国四川这样的地方,因为这些地方的电力通常比较便宜。由于矿工被驱动使用便宜的电力资源,这就会促使能源领域更大力度的研发。从长远来看,能源方面的创新将会使整个社会各种形态的电力价格更为便宜。

网络安全的代价

尽管一些人对挖矿作业导致的能源消耗量问题表示担忧,但也有一些人认为挖矿的好处也即网络安全性,超过了电力消耗等外部负面因素。

比特币网络由被称之为工作量证明(PoW)的共识算法保证。每解决一个数学问题矿工就会被支付新的比特币和交易费,从而确保网络的安全。如果矿工无法解决加密证明问题,交易历史记录块将不会被添加到区块链中并且区块链技术整体上失效。如果区块问题没有被解决并且矿工将其添加到区块链链中,则不会创建交易历史记录。为了实现这种网络安全,PoW共识消耗的大量能源是其必须支付的成本。

在Cypherpunk Jameson Lopp看来,比特币挖矿所产生的电力费用仅仅是为了网络安全而必须支付的税费。

经济研究员Vasily Sumanov也认为,能源效率低下和浪费是我们进行区块链实验必须支付的代价:

“更高的能源消耗不仅与环境污染有关,而且与致力于存储和转移价值的分布式账本的高安全性相关。我有一种强烈的感觉,这只是一种暂时的情况,未来由于闪电网络(Lightning Network)的采用,随着交易量和和能耗的增加,比特币的能效也会不断提高。”

“不妨看看其他的一些行业,例如汽车或电子设备,随着这些行业的发展,其环境污染和能源成本随着时间的推移而大幅下降。那么为什么人们从一开始就期望比特币要具有高能效呢?毕竟它存在发展的时间也才9个年头。”

共识算法

工作量证明(PoW)目前是区块链网络上最为盛行的共识形式。在交易验证之前,矿工必须解决加密证明问题。然而,它也是能源密集度最高的共识形式。另一方面,可以提高区块链网络效率并且能源消耗更少的替代品,如权益证明和闪电网络目前仍在开发当中。

大多数情况下,这些创新之举尚未正式启动。比特币仍处于早期阶段,甚至它的发展还不到10年。纵观历史,通常技术发展在初期开始阶段都不是处于最理想状态。

提高效率

与此同时,有人正在为实现这些网络问题的解决方案而努力。以太坊网络正在研究权益证明解决方案以提高效率,同时降低电力消耗;比特币网络正在寻求实施闪电网络。但是,在这些解决方案脱离测试阶段并投入使用之前,工作量证明将继续因电力消耗问题而受到批评和诟病。

一旦比特币网络的电力消耗得到优化,比特币网络的整体效率就会提高。在一篇题为《寄希望于区块链:通过区块链技术节省成本》的学术论文中,来自卡利亚里大学电气工程和计算机科学系的Luisanna Cocco,Andrea Pinna和Michele Marchesi认为比特币必须提高其经济效率、运营效率和服务效率,才能真正优化全球金融基础设施。

“简而言之,我们的所有的结论都表明,要提高比特币系统的整体效率,必须克服其主要缺陷,即每个区块的交易数量少,而且目前需要的计算能力过高。”

比特币在透明账本、安全数据存储和用户授权等方面非常强大实用,但若要实现被大规模采用,它必须解决自身的可扩展性和能源消耗问题。我们知道比特币总量为2100万枚,随着挖矿设备消耗更多的能源,所需支付的电费将更高,比特币挖矿的回报会减少。最终,仅靠比特币开采的利润将不足以支付电费。未来,矿工们需要调用自己获得的交易费用来补充电费支付。

能量消耗是否值得?

虽然有些人认为挖矿作业导致的能源消耗存在问题,另一方面,要对比特币给我们所处的社会带来的利好进行权衡,倒也着实比较困难。Bevand告诉Cointelegraph称:

“‘比特币的能源消耗值得吗?’这一问题的答案会比较主观,因为我们没有任何硬性的数据来衡量比特币对社会带来的利好。委内瑞拉有多少人用它来逃避通货膨胀?有多少家庭将其用于国际汇款,从而避免了汇款服务提供商7.13%的平均手续费用?有多少比特币百万富翁将他们的新获财富归捐给慈善机构?有关这些问题,我们没有太多的数据。我认为目前的能源消耗水平并不会令人担忧。我们的电力消耗只占到全球用电量的0.2-0.5%。就像摩根士丹利研究人员在他们的报告中所说,加密货币矿工所耗费的电力资源目前仅仅是公共用电的一个零头。”

到目前为止,有多少人在使用比特币,他们正在使用比特币的目的以及他们是否在通过比特币改善自己的生活,全球范围内还没有办法对这些问题进行量化或了解。但对像Bevand这样的个人和摩根士丹利这样的公司说,没有必要过分担心能源消耗问题,因为比特币挖矿用电量仅为全世界总电力消耗的一小部分。

创新势在必行

虽然我们可能无法用肉眼观察到比特币挖矿对我们的环境造成的影响,但毫无疑问,比特币区块链被大规模采用之前,比特币网络将不得不减少能源消耗。此外,监管机构为管制和降低能源消耗,从而针对挖矿制定出台相关政策规定,对此我们也无需感到惊讶。

由于比特币矿工对电力价格非常敏感,因此这会推动能源领域的研发工作,并创造出更高效的能源解决方案。另外,要理解比特币的正面性和外部负面性比较困难,同样,说挖矿能源消耗量是否真的“值得”也不容易。但是,如果挖矿消耗的电量没有得到很好控制或者其效率没能变得更高,那么一旦人们意识到比特币挖矿对环境造成的消极效果,这些影响则有可能无法逆转。

文 | cointelegraph网站

译 | Chris

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