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代码“大换血” 以太坊能耗将减少99%背后的故事

代码“大换血” 以太坊能耗将减少99%背后的故事


2018年大部分时间,以太坊挖矿的用电量,与“冰岛”整个国家的用电量差不多。事实上,每次典型以太坊交易消耗的电力,要比一个普通美国家庭日均用电量还多。

以太坊设计者Vitalik Buterin说:“即便你不觉得污染和二氧化碳是问题,但巨大的能源浪费确实存在。真正的消费者——我们每个人对电力的需要正在被比特币取代。”

最具野心的开源工程

Buterin计划在2019年开始削减能源浪费。为此,以太坊基金会,以及各相关开源团队,都计划实地测试期待已久的以太坊代码“大换血”。如果手术成功,那么到2019年底,以太坊的新代码可以用目前所消耗能源的1%来完成交易。

为加密货币提供咨询的专家Zaki Manian说,以太坊的重生尝试将是今年“最值得关注的技术活动之一”。他认为,以太坊的开发过程,意味着众多开发者和组织必须公开协作,在规范上协同,创造出让区块链真正实现的技术,并使其无缝协作——这是迄今为止最具技术野心的开源社区项目。

Buterin的愿景,是让以太坊成为一个去中心、对所有人开放、本质上不受停机、审查和欺诈等因素影响的全球计算机。

以太坊区之所以具备这样的潜力,是因为它能存储数据、支持决策并自动分配价值。通过智能合约,以及由用户和开发人员,用以太坊的定制程序语言编写的应用来管理任务。从长远看,基于智能合约构建的应用,最终将使以太坊成为终极云计算平台。


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能耗双刃剑

然而,这一崇高的愿景与现实冲突——尽管以太坊上运行着价值百万美元的应用,但就连Buterin也表示,以太坊消耗的资源超过了它的社会效益。

问题出在挖矿上。如多数加密货币一样,以太坊依赖“工作量证明(proof of work,PoW)的规则进行算力竞赛。在PoW规则下,所有参与者都竞相保证交易安全,并将交易数据添加到区块链的全球分布式账本中。这是一场赢家通吃的比赛,他们拿到新挖出的加密货币的奖励。因此,计算机算力越强,获得奖励的机会就越大。

设计PoW的初衷是增加挖矿的难度。其设计理念是防止任何一个实体控制区块链。比方说,如果一个比特币矿工的计算机系统拥有该网络一半以上的算力,该矿工就可能做出欺诈行为,比如篡改早已完成的交易。比特币用户几乎没有追索权,因为矿工都是匿名的。

理论上,PoW能让挖矿保持其分布式的特征。然而实际中,由中国几家芯片厂生产的可以加速挖矿的专用处理器ASIC的出现,已将算力集中在这些矿机而非各种不同的加密货币上了。

以太坊选择了一种内存密集型的PoW算法,进一步对抗了能源集中化的现象。这种算法对ASIC来说是不利的,然而面对价值狂飙,计算资源的投入,在过去一年,经历了爆炸性增长——至少是前一年的25倍。

由此产生的能源需求引起了环保人士的强烈反对。与此同时,公用事业部门和社区认为,如果它们迎合加密货币矿工的需求,就会面临财务风险和机会成本——在创造少量就业机会的同时,吞噬了廉价的电力。


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为矿工提供服务可能要事业部门进行设备升级,但如果加密货币价格暴跌,挖矿业务关闭,设备升级就可能徒劳。

最近的市场动态验证了它们的担忧。以太币自去年一月达到1358美元峰值,就开始下跌,本文发稿时仅为136.37美元,这足以抹掉矿工的边际利润,并使一些公司放慢挖矿速度甚至关闭设备。

难怪一些公用事业公司会提高矿工的电价,比如总部位于蒙特利尔的魁北克省水电公司。公用事业及其监管机构的这种阻力可能会进一步削弱基于PoW的加密货币的安全性。限制电力供应和不断上涨的能源成本将阻碍新人加入,加速挖矿权的集中化,从而增加共谋和欺诈风险。

对Buterin而言,削减能源一开始就是以太坊愿景的一部分。其他支持者普遍认同这一点——计划是将PoW替换为权益证明(PoS)——分布式共识的替代机制,该机制于2012年首先被用于一个叫Peercoin的加密货币。PoS随机挑选一名矿工处理交易,而不是数百万处理器同时处理相同的交易。

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