权益证明可以消除比特币的能源成本吗？

• 比特币的权益证明？ 

比特币存在能源问题。由于比特币的工作量证明分布式共识算法，比特币挖矿正在产生巨大的碳足迹。矿工每年估计消耗 29.05TWh 的电力。这占全球年能源消耗量的 0.13%，超过 159 个国家，包括几乎所有非洲国家。

再加上采矿业的竞争性质，比特币的指数级增长在很大程度上应归咎于这种猖獗的能源消耗。主流公众的关注和交易量的激增只会加剧这个问题，因为 比特币能源消耗指数 预计29.98月至XNUMX月挖矿电力支出增长XNUMX%。 

按照这种指数级的速度，加密货币的迅速崛起预计到 2019 年消耗的能源将超过整个美国。  

影响因素

为了正确诊断这场能源危机的根本原因，我们必须深入研究比特币网络增长与其挖矿机制之间的关系。

在比特币的工作量证明模型下，矿工相互竞争以确保区块链上的分布式共识（比特币流通的方式）。矿工投入其计算能力来验证通过网络发送的交易。  

为此，计算机解决了保护每笔交易的加密难题，一旦解决，将它们作为哈希值存储在公共分类账的区块中。第一个完成当前区块的矿工将获得比特币区块奖励。

正如您在图中所看到的，工作量证明的竞争性质激励矿工将尽可能多的处理能力投入到区块链中。您的采矿设备越强大，您解决交易加密的速度就越快，您就越有可能完成一个区块并获得其奖励。

早在比特币的起步阶段，你就可以使用显卡或普通的计算机处理器可靠地进行挖矿。但那些日子早已一去不复返了。随着越来越多的矿工跳上比特币的列车，更复杂的挖矿软件被开发出来，为矿工提供了优势。这场硬件军备竞赛在专用集成电路（ASIC）挖矿中达到了顶峰。用 TLDR 术语来说，ASIC 矿机是比 CPU 或 GPU 更高效、更强大的处理器。

他们把原来的采矿程序抛在了脑后。说真的，如果你试图使用你的计算机或显卡与 ASIC 采矿设备竞争，那就像试图用 Vespa 赢得摩纳哥大奖赛一样。  

即使单个 ASIC 也不足以 与大联盟矿池竞争。最大的采矿合作社配备了数百个 ASIC 来创建庞大的处理器池。为了保持与其他矿工的竞争力，这些矿池将在其设备中添加硬件，以提高整体哈希能力（输出）。

您可能知道这是怎么回事。矿机显然需要电力，而且工作越辛苦，消耗的电力就越多。因此，工作量证明的竞争激励总是会导致能源消耗呈指数级增长。

这还不包括难度的增加。每 2,016 个区块，比特币就会进行一次难度调整。这一调整的目的是扩大区块难度以匹配挖矿哈希率，这样矿工就不会太快地解决算法，从而吸收过程中的所有区块奖励。但这意味着，网络上的矿工越多，每次调整后解决加密算法的难度就越大。这也意味着采矿设备必须更加努力地工作才能保持竞争力，从而消耗更多的电力。

开始了解图片了吗？购买比特币的人越多，就会有越多的矿工因其估值而被该货币所吸引。  随着矿工数量的增加，能源消耗也会增加，从而加剧竞争，并且随着网络的不断扩大，每次难度调整只会让矿工更加努力地工作，从而加剧能源消耗。

现在我们已经解决了这个问题，让我们彻底解决这个问题并寻找潜在的解决方案。

比特币的权益证明？ 

权益证明是达成区块链分布式共识的另一种算法。  It 于 2012 年出现， Peercoin、NXT 和 BlackCoin 是其主要的早期采用者。

权益证明模式下不存在矿工。相反，它们被负责验证交易的验证者（或伪造者）所取代。通常，验证者会在该区块链的核心钱包中放置一定数量的权益证明货币。  

然后，该货币的网络可以确定性地选择它们来构建下一个区块。选择机制因算法而异，因为它可以随机选择或基于变量组合（例如总财富和质押时间）。

值得注意的是，权益证明不提供区块奖励，只提供交易费用，因此从理论上讲，该模型不会产生与工作量证明系统相同的竞争冲动。虽然您投入的资金越多，您可能会收到更频繁的选择和更高的交易费用，但您并不会像使用比特币那样试图击败任何人。

通过权益证明，您只需要足够的能量来为区块链的核心软件提供动力。无需在 ASIC 和加密哈希程序上浪费精力。回到赛车的类比，这类似于因为启动你的汽车而不是用它去比赛而获得奖励。您在起跑口排队等待参加奖杯，并且不必担心浪费额外的汽油来比其他竞争对手更快地完成比赛。  

简而言之，权益证明显着减少了能源消耗。它不仅采用能源密集度较低的程序，而且验证者不必像矿工在工作共识证明下那样相互提高赌注来保持生存。他们不会获得区块奖励，但也不必面对矿工所面临的高得离谱的能源成本。如果我们权衡权益证明的交易费用而不考虑其巨大的运营成本，那么它的结果与工作量证明的回报与其成本相当，特别是对于那些无法维护昂贵的采矿设备的人来说。

最后的想法：比特币的权益证明会发生吗？

2017 年 XNUMX 月，Vitalik Buterin 公布了将以太坊区块链过渡到名为 Casper 的权益证明算法的计划。  

当时新颖的是，权益证明在第二大加密资产上的推出是对权益证明系统的巨大认可；生态系统已很大程度上转向 PoS。

权益证明很可能是区块链的未来。以太坊的变化表明了这一点，Vitalik Buterin 看到了该机制优点的价值，同时也利用了比特币的缺点。

比特币的能源危机是加密货币在走向公众知名度时面临的第一个真正实质性的考验之一。这种新兴技术会遇到诸如此类的陷阱和障碍，但适应这些磨难是整个社区的责任。没有理由认为解决工作量证明的缺点会损害我们对中本聪创造的信念——恰恰相反。如果我们希望看到比特币成功，我们必须在批评中保持警惕，并积极主动地提出解决方案，因为就目前情况而言，比特币在不久的将来将变得不可持续。

也许权益证明可以避免比特币的自我破坏。如果以太坊的算法改变有什么意义的话，那么它应该向加密社区发出一个明确的信号，即工作量证明不能维持当前状态。  

问题是，市场会适应吗？