比特币挖矿电费账单:值得的么?

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NervosFans
2018.06.04 19:15 字数 3076

比特币挖矿电费账单:值得的么?

俗话说:想赚钱先花钱。为了从比特币挖矿中赚取利润,必须先购买矿机并支付电费。 随着越来越多的矿工加入比特币网络,一些人担心挖矿的电力消耗量会对环境产生负面影响。 其他人则认为比特币挖矿收益超过了生产数字货币所需的成本。

比特币挖矿与能源消耗

新比特币是通过被称为挖矿的过程生产的,在这个过程中,计算机花费能源和计算资源来解决一个很难的数学题,得到结果用来确认被打包到区块中的比特币交易。解开数学题的矿工将区块添加至区块链中,并得到新币奖励。 数学题的难度取决于网络计算能力的总和。 由于比特币网络吸引更多的矿工,挖矿难度逐渐增加,与此同时,挖矿设备的能源消耗也随之增加。

比特币网络目前每年消耗约2.55千兆瓦(GW)电力; 这么说吧,爱尔兰全国年平均用电量为3.1千兆瓦,奥地利年平均用电量为每年8.2千兆瓦。 2017年,比特币网络年消耗电量增长约413.37%(1TwH=109KwH)。再比方说,比特币网络年消耗电量约为捷克全国的1.023倍。

数据顾问、区块链专家Alex De Vries认为,比特币挖矿消耗的能源数量是个问题。他在最近发布于Joule的研究报告中指出,平均每比特币交易消耗的电量为300千瓦时,按照当前新矿工加入网络的速度以及随之而来的挖矿难度增加,平均每比特币交易消耗的电量到2018年底可达900 KwH。

De Vries还表示,尽管不能直观的观察到比特币挖矿对环境的影响,但不代表挖矿活动没有扯环保的后腿:

“我们知道挖矿的电力来自煤电,但也用可再生能源。 后一种情况下,我们不知道消耗的究竟是什么,加之可再生能源永远不会有终生碳足迹。可做的事还有很多,影响肯定会有。比特币消耗的能源越多,对环境造成的影响就越大 - 这反过来会影响每个人。能耗并没有帮助我们实现设定的气候目标。“

计算比特币挖矿如何影响环境时,存在一个灰色地带。 虽然部分用电来自煤炭,但挖矿采矿作业通常不会有碳排放。 即便矿工们没有看到挖矿对环境造成的物理影响,至少应该考虑到所消耗的资源量和涉及的机会成本本身。

算力与能源消耗

挖矿消耗的能源量似乎一直在增加。 随着挖矿设备的算力越来越高,每个矿机设备所消耗的电力也会增加。 为了领先于竞争对手,矿工总是在寻找具有更高算力的设备。算力指矿工提供数学题答案的速度,算力越高,猜出问题答案的速度就越快。

起初,标准CPU就足以解决这个数学问题,但随着越来越多的矿工加入网络,数学题也变得越发困难,于是乎矿工们发现GPU运行速度更快,表现更好。仅仅几年之后,又推出了FPGA和ASIC,也就是专用集成电路,表现比GPU还好。

Google前信息安全工程师Marc Bevand认为,挖矿消耗的能源数量将引发可再生能源形式的进一步创新,并最终导致社会总体的可再生能源成本下降:

“矿工对电价非常敏感,因此能进一步推动开发可再生能。 例如中国,有鉴于大型水力发电,许多矿工都位于四川省。 另一个例子是澳大利亚的企业家正在建设一个20兆瓦(MW)的太阳能矿场。 如果加密货币矿工的能源使用量继续增加,将有助于降低整个社会的可再生能源成本(增加需求→增加研发→增加产能和提高效率→通过规模经济降低成本)“。

电力成本已经迫使矿工寻求价格更低的能源形式。 矿企也一直在寻找像加拿大和中国四川这种电价较为低廉的地方。 电价越低,矿工收益越高,因此他们有动力使用便宜的电力,这也刺激能源领域进行更多的研发。 从长远来看,由于能源领域的创新,将为整个社会提供及价格更为低廉的电力形式。

网络安全价值几何

尽管挖矿的能耗并未被忽视,但一些人认为挖矿的好处,即网络安全的维护,超过了电力消费等负面外部因素。

比特币网络由称为工作量证明(PoW)的共识算法维护。 网络的安全通过出块后奖励矿工新币与手续费的手段来保证。若矿工无法解决密码问题,记录交易历史的区块将无法被添加到区块链中,便不存在所谓的区块链技术了。 维护网络安全必须支付的成本就是PoW共识消耗的大量能源。

Cypherpunk的 Jameson Lopp曾在推特上表达他对比特币能耗问题的看法。 Lopp认为比特币矿产生的电力费用相当于保障网络安全而必须支付的税费。

不要抓着能耗不放,电力支出是为了保证比特币网络免受计算攻击。 比特币生态系统有支付承包商(矿工)相应的安全费; 不想这么干也可以,但必须提出更好的解决方案。- Jameson Lopp(@lopp)2018年5月18日

May 18, 2018​twitter.com

经济研究员Vasily Sumanov也认为,能源效率低下与浪费是当前区块链实验的代价:

“高能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,认为这只是一种暂时的情况,未来采用闪电网络之后,比特币的能效将得到提升。”

“参考其他行业,比方说汽车或电子设备 - 随着行业的发展,环境污染和能源成本随时间推移大幅下降。 那么为什么人们从一开始就期望比特币具有高能效? 它才9岁。”

共识算法

PoW目前是区块链网络上最流行的共识机制。 交易验证之前,矿工必须解决加密难题。 然而,PoW也是能源密集程度最高的形式。 能耗更少的替代方案,如权益证明和闪电网络正在开发中,以提高区块链网络效率。需要指出,这些创新方案尚未正式启动。 比特币仍处于早期阶段,历史还不到10年。

提升效率

与此同时,有人正在努力解决这些网络问题。 以太坊网络正在研究权益证明以提高效率,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前,PoW将继续受到电力消耗方面的批评。

一旦比特币网络的电力消耗得到优化, 网络整体效率就会提高。在一篇名为区块链银行:得益于区块链技术的成本节约 的学术论文中,来自Cagliari大学(意大利)电气工程与计算机科学系的作者们(Luisanna Cocco、Andrea Pinna和Michele Marchesi)认为比特币想真正优化全球金融基础设施,必须提高其经济效率、运营效率以及服务效率。

“简而言之,所有结果都表明,只有在克服了其主要限制之后,比特币系统的整体效率才会提高:例如每个区块处理的交易数量低,还有当前需要的计算能力过高”

比特币对于透明账本、安全数据存储和用户授权功能用处很大,但是想大规模落地的话,不解决扩展性及能耗等问题,是行不通的。比特币总量为2100万,随着挖矿设备消耗更多的能源,矿工将面临更高的电费,相应的收益也会减少。 最终,仅靠比特币挖矿的利润将不足以支付电力支出。 未来,矿工需要用交易费来补充电力支出。

能源消耗是否值得?

虽然有些人认为挖矿能耗的数量是个问题的,但很难衡量社会中有多少人从比特币中获益。 Bevand说过:

比特币的能耗值得吗?答案只能说仁者见仁。 我们没有任何硬数据来衡量比特币对社会的帮助, 比方说委内瑞拉有多少人用它来躲避通膨? 有多少家庭用比特币进行跨国转账来避开7.13%的手续费? 又有多少比特币百万富翁将自己的新财富返还给慈善机构? 并没有太多相应的数据的。 我认为目前的能源消耗水平并不到令人担忧的程度,毕竟只占全球用电量的0.2-0.5%。 就像摩根士丹利研究人员的报告中所说,加密货币矿工的用电量仅仅是个短暂现象。

目前为止,还没有办法量化或得知有多少人在使用比特币、比特币的具体用途以及比特币是否能改善人们的生活。 但是诸如Bevand的个人和诸如像摩根士丹利的企业表示不用担心,毕竟比特币挖矿的能耗毕竟只是全世界能耗总和的很小一部分。

创新势在必行

虽然可能无法肉眼观察到比特币挖矿对环境造成的影响,但毫无疑问,比特币区块链大规模实施之前必须减少能源消耗。 所以看到相关监管机构为矿工制定专门的政策法规来设法控制/减少电力消耗并不意外。

由于比特币矿工对电力价格非常敏感,因此这应该能够推动能源领域的进一步研发,并产生更高效的能源解决方案。 比特币外部因素的正面和负面其实很难理解,因此很难评论能源消耗量是否真的“值得”。 但是如果不能控制或提升挖矿能耗的效率,那么一旦人们意识到比特币挖矿对环境造成的负面影响,这种影响就有可能是不可逆的。

Bitcoin Mining’s Electricity Bill: Is It Worth It?​cointelegraph.com

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