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usdt交易网(www.payusdt.vip):比特币挖矿真的虚耗能源吗?不 PoW有用率

admin 科技 2021-04-11 27 0

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许多人都以为比特币的事情量证实机制(PoW) “虚耗电力”。我寻思着跟人人注释一下:实在一切都是能量,钱币也是能量,对能量的评价是主观的,最后,PoW 的能量消耗比之现有的管制系统若何。这篇文章混杂了圈内许多人的原创头脑 —— 我所做的不外是汇聚、提炼和组合这些说法 。

事情量(Work)即能量

“功(work)” 被当成能量的单元,要从法国数学家 Gaspard-Gustave de Coriolis 提及:他将能量界说为 “所做的功(work done)”。

良久以前,经济流动中所做的功完全来自人力,而这些能量都来自食物。

约莫 100 万年前,人类有时学会了使用火。效果,人类可以驱使的能量就变多了,由于我们不仅可以靠吃器械来维持温度,还能从烤火中取暖和。以是,这种分外的能量消耗提高了我们的生涯水平。

几千年前,我们的能量消耗进一步提高,由于我们更先畜养家畜。动物可以取代身力,条件是这些劳动力也必须有吃的。我们需要大量的食物来知足这种能量上的需求,但我们的生涯也随之加倍繁荣。

在已往的几百年里,我们发现出了大型机械,这些机械自己可以做功。一更先,能源来自水流、风力,厥后酿成了更廉价的器械好比煤炭和自然气,现在则是核能(核聚变/核裂变)。岂论是机械照样生物,都是靠消耗能源来做功的。

我们的经济生涯,也不是确立在钱币之上,而是确立在功和能量之上的。我们生涯中的一切,都与能源的价钱亲热相关。净化水需要能量;运输货物也需要能量;制造产物需要能量;烹饪也不外如是;连冰箱和冰柜,都需要能量。在自由市场上,每一种商品的单元成本,都反映了制造单元该种产物所需消耗的能量。由于自由市场激励人们产出物美价廉的商品,以是每一种商品在生产制造中的能源消耗都是最小化的。钱币是生产商品和服务所需要的功的代表,因此也可以以为是存储起来的能量。

在 20 世纪上半叶,工业首脑如亨利·福特(Henry Ford)和托马斯·爱迪生(Thomas Edison)都有志于使用 “能量元” 或 “能量单元”(商品钱币/能量钱币)来取代黄金和美元。那时这个看法很盛行,由于它们也具备健全钱币的一些特点,包罗:可以准确界说出统计单元、易于器量/难以伪造、可支解成更小的单元以及同质性(也就是每一单元都与另一单元没有区别)。不外,能量钱币也是有缺陷的:难以转移、难以存储。

“要让男子女人们垂涎某个器械,只需让谁人器械难以获得。” —— 马克·吐温

时间快进到 2008 年 10 月 31 日,中本聪公然揭晓了比特币白皮书。比特币所用的事情量证实(译者注:按上文,也可以翻为 “做功证实”)的发现初衷是作为抵御邮件攻击的手段。只是厥后中本聪把它用到了数字钱币中。PoW 挖矿,一言以蔽之,就是使用专门的机械(如 ASIC)将电能(经由区块奖励)转化为比特币。机械会重复执行哈希运算(既是预测也是投票),直到解决一个密码学难题并收到比特币(区块奖励)。这个密码学难题的证实晰该矿工破费了许多能量(形式是 ASIC 以及电力),证实矿工做了功。比特币有一个类似资源主义的投票机制,“以真金白银肩负风险,来获得投票权”,消耗能量、使用 ASIC 才气生产哈希值(选票)。—— Hugo Nguyen

在中本聪设计 PoW 时,他是在基本上改变人类共识的形成机制,把政治投票转成无关政治的投票(哈希值),靠的就是能源的转化。做功证实也是消耗证实,或者说对能量已被消耗的验证。那它主要在哪?在于,这是在数字天下里验证物理天下事物的最简朴也最公正的设施。PoW 跟物理有关,跟代码无关。比特币是一种超级商品,是靠能量铸造出来的,是整个宇宙的基础商品。PoW 把电能熔铸为数字黄金。

当且仅当比特币的账本是难以制造的,它 才是/就是 不能改动的。做功证实 “异常昂贵”,这没错,但这是一种特征,而非一个瑕玷。直到今天为止,“守护” 一词依旧意味着造一堵厚厚的物理围墙把谁人有价值的器械围起来。密码学钱币的新天下不那么直观,没有摸获得的围墙来珍爱我们的钱,也没有门和门锁。比特币的公然账本是靠着其集结起来的哈希算力,也就是它花在造墙上的总能量,来珍爱的。这一设计昂贵又透明,意味着若要拆除这堵墙,就要支出同样多的能量(无可伪造的奢侈虚耗)。(译者注:这样说实在是不严谨的。拆除 PoW 的围墙只需支出同样多的哈希次数,纷歧定要支出同样多的能量,由于机械的运算效率(单元能量投入所发生的哈希次数)会越来越高。)

能源消耗

密码学钱币的指斥者总是说:比特币的 PoW 是垃圾,要不了几年(好比 2020),天下就会被比特币毁掉!你可能也注重到了,大部门张扬 “天下末日” 的文章都基于 Alex De Vries 的一个剖析。此人是一位 “金融经济学家和区块链专家”,供职于普华永道荷兰公司,是 Digiconomist 网站的作者。他的预估已经受到了许多公正的指斥,要点正在于其糟糕的能源消耗盘算公式。他所选择的要害指标 “单笔生意的平均电力消耗量” 也是有意误导读者的,缘故原由如下:

现在我们知道了能源消耗的 ROI(投资回报率)的准确 KPI 应该是什么。我们来看看比特币的 PoW 的能源成本的更改趋势。

ASIC 效率的增进幅度在放缓。由于效率增进缓慢,我们依据制造商之间的竞争会变得更猛烈,由于利润在削减。

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挖矿的总成本将连续从 ASIC 装备的前期获得成本(资源支出)转向连续支出的能源支出(运营成本)。由于挖矿中央的物理位置对比特币 *** 来说无关紧要(矿场是可以迁徙的),矿工会迁徙到能够以更低的边际成本生产分外电力的区域。从耐久来看,这有可能会缔造出更高效的天下能源市场,由于比特币矿工会在全球局限内做电力价钱的套利。比特币的挖矿的成本会酿成超额电力的更低价值。这也有望解决可再生能源(好比氢能和沼气)的一个问题:功率是可展望的,而且若是不立纵然用就会虚耗掉。在未来,比特币挖矿可以辅助可变输出功率的可再生能源 —— 能量制造商可以按需打开矿机,将分外的功率转化为比特币。

铝在以前也是有具有富余可再生能源的国家(好比冰岛) “出口” 电力的常用手段。冶炼铝土矿(bauxite,也即是铝矿石)需要消耗伟大的能量,而且这种转化是单向的(是不是跟哈希函数很像?)。围绕着铝的 “反常的” 能源消耗,同样的担忧已经连续有 40 年了,从 1979 年就更先了(也包罗对中央化的担忧)。但所有此类企业都在这颗星球上不停寻找廉价的能源和优惠政策。由于铝制造业已经生长了几十年了,以是每千克铝所消耗的电力度数也在不停降低。

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“这张全球的能源 *** 解放了闲置的资产,并使新的资产得以泛起。想象一张 3D 打印的天下舆图,其中能源价钱较低的地方阵势就低,而能源昂贵的地方阵势就高。在我看来,比特币挖矿就像是把一杯水倒在这张舆图外面,水会在低谷和裂缝间流淌,直到各处成一水平。”—— Nic Carter

比特币是所有电力的最后买家,这会缔造一个平台,激励人人围绕未被行使起来的能源开发新的行使方案;这些能源,倘无比特币,自己就不会被开发。

“什么时刻,用于生产 PoW 的能量不会再增进呢?准确来说,那就是有足够多的能量制造商更先直接生产 PoW,而运行 PoW 的每度电的边际回报 = 向电网出售一度电的边际收益时 —— 也就是 PoW 的 ‘溢价’ 降到 0。我把这个平衡点称为 ‘中本聪’ 点。我估量,当 PoW 的电力消耗占到全天下的 1~10% 时,这个平衡点就会到来。”—— Dhruv Bansal

一些人埋怨比特币挖矿就没 “干点有用的事”,好比寻找质数。虽然给做功的人加入次要奖励项目听起来是个好主意,但却引入了一种平安风险。把奖励支解开来可能导致一种情形,就是 “为次要功效做功比为主要功效做工可获得更大的价值”(Dergigi)。纵然次要功效是无害的(好比发烧),每 X 次哈希运算预期不仅能获得 100 美元,还能获得分外的 5 美元(由于你提供了热量),这一 “挖矿暖炉” 也不外是提高了硬件效率,导致出块难度的提高和单元区块所用能源的提高。幸亏,比特币永远不会遇到这个问题,由于其平安性是由纯粹的事情量证实算法来珍爱的。

注重:比特币已经在给这个社会提供异常有用的器械了(若是没有,那挖矿也不会赚到钱),而要求矿工完全出于利他心去挖矿,也是不理性的。

相对成本

不管干什么,都要消耗能量(热力学第一定律)。你要说能量的某种用途更多或更少虚耗,这完全是自以为是,由于所有用户都要支付同样的价钱才气使用电力。

“只要人们发现了值得支出电价的用途,电力就不算是虚耗。那些支出电力的人获得了比特币作为回报。” —— Saifedean Ammous

从热力学来看,整个宇宙是个最终的封锁系统。比特币造成的分外电力消耗比现有的法币系统消耗的要少得多;法币系统不仅需要银行基础设施,还需要暴力和政治机械。而行使电力来珍爱金融系统的骨架是一个 “正和” 的效果。在下面,我大略地对照了现有的金融、军队和政治系统(注释在文章底部)。

图表的灵感来自 @has *** ccook 和他的原创文章:“Economic and Environmental Costs of Bitcoin Mining”。

I 型文明

在追逐廉价能源的路上,我们将为天下缔造更大的富足。比特币,通过行使这些新的、完全差其余能源,不仅能把我们带到 Kardeshev I 型经济阶段,甚至能让我们更靠近 Kardeshev I 型能源文明(我们已经实现了约 0.72 的 Kardeshev 指数)(译者注:Kardeshev 是一位前苏联的天文学家,提出以文明可以行使的能源量级来评价其先历水平。I 型文明可以行使所在田园行星的所有可用能量。)有了比特币挖矿作为激励,我们实现 I 型文明所需的时间可能从 200 年缩短到几十年。而一旦抵达了 I 阶段,就更不需要约束能源消耗的增进了,每小我私人都能享受到更高的生涯水平。

寻找廉价电力的压力会推悦耳们制作核聚变反映堆。大自然为我们指明晰偏向,行星正是以恒星的核聚变为能量泉源。人类已经走在制作核聚变反映堆来模拟自然的路上,预计还需要投入几十年、800 亿美元的研究经费,才气解锁核聚变科技。而核聚变的燃料(主要是氘)在大海中随处可得,可以知足地球的能源需要达几百万年。核聚变具有可再生能源的许多特点,好比可以作为耐久的能源供应,而且不会造成温室效应和空气污染。核聚变可以提供异常高的发电密度和不中止的电力传输。另一方面,核聚变的生产成本也不会受到规模不经济的制约。水力和风能都市由于更佳的位置被开发而必须逐步铺设到不那么理想的环境中去。但纵然大量制造聚变站,生产成本也不会增添太多,由于原质料(海水)异常富足而且四处都有。

“水啊水,全是水,可是没有一滴能喝。” —— Samuel Taylor Coleridge

核能和其它廉价能源会解决许多人性主义问题好比清洁水的欠缺。我们周围都是海水,但淡化海水需要支出巨额的能量。淡化海水的成本现在高于使用淡水、地下水、水循环和节水手艺。

人类不会住手探索,上至高山,下至海底,细小至原子,博大至时空;要发展,不要被能量约束。我们要摘星揽月。

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