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比特币是浪费能源吗?关于比特币挖矿的利弊

比特币带来的好处和我们生活水平的提高是否证明这种额外的能源使用是合理的?比特币激起了人们的热情,好奇心,并且受到了越来越多媒体的关注,特别是在攀升了十年来最好的金融资产之后。但是,每当价格上涨时,就会产生许多疑问和疑问,主要是围绕其起源和矿工的能源消耗。

比特币协议创造了独特的数字资产

要了解比特币(BTC)的创建方式和挖掘方式,关键是双花问题。

比特币是浪费能源吗?关于比特币挖矿的利弊

在比特币出现之前,既没有数字价值可以转让,也没有数字资产可以分为几部分。也就是说,如果您扫描了一张$ 100的账单并想将此账单转移给某人,则只能发送该账单的副本。

我们已经习惯了智能手机和计算机。我们发送电子邮件,照片,但实际上并没有意识到这一过程:我们发送电子邮件的副本(而不是原始电子邮件),照片的副本(而非原始)。当我们单击智能手机或计算机上的发送按钮时,原件的副本将始终保留在我们的设备上。

同样,对于金融交易,当我们单击我们的网上银行帐户或ATM上的“发送”按钮时,总会有中介人将钱从一个帐户转移到另一个帐户。这就是比特币旨在解决的问题-双花问题。

例如,当您单击手机上的“发送比特币”按钮时,您没有发送副本,实际上是在发送数字对象。一旦用比特币进行交易,它就变得不可逆转且不可篡改。

因此,在通过区块链网络验证后,不可能取消或撤销比特币转移,因为比特币协议已经解决了双重支出的问题。它使数字资产唯一的单一资产比特币成为可能,而无需中介机构(独立于中央实体)就可以在互联网上进行价值交易。

谁发行比特币?

传统货币是通过(中央)银行发行(创造)的,而比特币则是通过算法发行的,算法的规则已在其协议中预先建立,即比特币区块链。

反过来,比特币区块链是一种交易注册系统,维护在一个由“可疑”参与者组成的开放(分布式)网络中,这些参与者彼此不认识或不信任。

因此,当中本聪(Satoshi Nakamoto)编写比特币协议软件的源代码并将其发布到Internet上时,他提出了以下建议:如果您为该网络提供安全性并帮助该金融网络运行,您将获得回报。

比特币协议中预先建立的规则的逻辑非常透明,并且是用编程语言编写的。经过多年的数字货币研究,第一个区块链带来的突破不仅仅是计算机科学解决方案。

秘诀在于激励

为了创建比特币区块链架构,中本聪研究了现有研究-比特金,b-money,hashcash,带时间戳的密码学-并增加了博弈论。

中本聪运用博弈论实施了一种称为工作量证明的激励机制(共识机制),该机制使经济协调的新领域(现称为“密码经济学”)得以实现(经济学和计算机科学领域研究分散的市场和可以通过将加密技术与经济激励相结合来构建)。

正是这种经济激励系统确保了比特币网络参与者的行为有利于系统的安全性和完善的功能。这是比特币区块链尚未被黑客入侵的主要原因。

采矿的重要性

随着越来越多的人意识到比特币的潜在诱因,并开始“插入”计算机以提供网络安全性,比特币区块链变得越来越可行和安全。现在,存在巨大的计算能力保证交易:比特币是计算能力。

矿工(验证者)从区块链协议中“提取”比特币,他们需要解决数学算法,以获得将比特币交易纳入区块链网络并获得回报的权利。

每个比特币交易在被添加到区块链之前,都被发送到“内存池”(mempool),这是待处理交易的保留区,等待将其包含在区块中。然后,矿工接受等待记录的待处理交易,并将它们合并以创建交易“块”。

意识到矿工之间的竞争,因此选择他们的计算机来记录将在网络中包含的下一个区块中的最新交易。赢得竞争的最好方法是尽可能多地求解算法(在别人获得正确结果之前,称为“随机数”)。

由于需要数万亿次尝试来猜测正确的随机数,因此只有那些具有更多计算能力的人才能赢得这场比赛,他们才能获得比特币作为奖励。

到目前为止,我们可以得出两个主要结论。

第一个后果是PoW阻止了矿工绕开系统并从头开始创建比特币。矿工每次尝试都必须消耗真实的计算能量,并发现现时有机会赢得比特币。由于供应矿工的电力不是免费的,因此工作量证明为比特币采矿产生了财务成本。

第二个后果是PoW使比特币的交易历史不可变的事实。如果攻击者试图更改交易,则该攻击者将必须重做此后所做的所有工作,以恢复并建立最长的网络。从理论上讲这是不可能的,这就是为什么矿工被称为“保护”比特币网络的原因。

多年来,采矿业已成为合法行业,它由专业的专家提供支持,这些专家拥有专门的硬件,这需要大型数据中心和大量电力。

值得一提的是,尽管还有其他共识机制,但PoW在区块链中使用最多,因为它在网络安全方面最有效。

比特币采矿需要消耗多少电力?

剑桥大学自2015年以来一直在运行实时的比特币网络能源估算器。实际上,比特币的透明度使任何人都可以看到应用于网络的哈希功率,通常以网络每秒执行的哈希数来衡量。采矿过程的一部分。

您可以基于对使用中的挖掘硬件进行哈希处理的能源效率,估算网络用于执行这些哈希的功率。

根据Digiconomist的比特币能耗跟踪器的数据,采矿目前每年消耗77.78太瓦小时。这相当于荷兰和捷克共和国等国家的总能源消耗。

基于以上估计,许多人反对比特币和使用工作量证明。

但是,我们可以将这些“估计”视为绝对真理吗?这些估计是否考虑到矿工并非总是以相同的效率运转?是否认为所用的电力可能来自清洁的能源?

让我们一一看一下这些论点。

反战情

中本聪提出的反对工作量证明和激励机制的论点是:

A1 —比特币采矿消耗大量能量。

A2-绝大多数比特币矿工都位于中国。

A3-中国的比特币矿工主要使用肮脏的煤基能源。

A4 —比特币采矿具有相对极端的碳足迹。

A5-比特币是坏的。

正如我们在上一主题中演示的那样,参数A1是正确的。这是比特币网络如此安全的根本原因之一。

争论A2曾经是正确的,但是随着全球越来越多的地区进入BTC采矿业,情况正在发生变化。由于这对于比特币网络的能耗无关紧要,因此我们认为这是正确的。

蓝绿色突出显示相关性较高的区域,中国的四川省为黄色,红色相关性较低的区域为红色。

最后,自变量A3为假,正如我们将在下一个主题中看到的那样,它使自变量A4和A5无效。

比特币是一种能源猪,但是...可再生

最近的研究发表由CoinShares研究发现,消费最多的开采比特币的电量,事实上,来自清洁能源,比如风能,太阳能和水力发电。

更具体地说,全球60%的采矿活动发生在中国,仅四川就产生了全球哈希率的50%,其余10%或多或少地平均分配给了云南,新疆和蒙古。

值得注意的是,四川在中国乃至世界上的统治地位都与中国西南部水电丰富的云南,贵州和四川省有着直接的关系。在雨季,其电价位居世界最低之列,使四川成为全球最具吸引力的矿业区之一。

另一方面,在其余40%的矿业公司中,全球哈希率产生量的35%被平均分配给华盛顿,纽约,不列颠哥伦比亚,艾伯塔省,魁北克,纽芬兰和拉布拉多,冰岛,挪威,瑞典,乔治亚州和伊朗。

尽管如此,报告还是指出了目前全球如何使用可再生能源的更广泛的问题:许多可再生能源生产商的位置不佳且利用不足,因此,比特币开采已成为该电力的唯一可行用途。

在这种背景下,研究得出的结论是,比特币网络从可再生资源中获取其电力的74%,这使其比世界上几乎所有其他大型行业都更加关注清洁能源。

带走

一切都需要能源,能源的额外使用始终改善了我们的生活水平。比特币提供的好处是否值得额外使用能源?矿工是否不再寻找重新利用浪费能源的方法,例如在石油钻探过程中释放的二氧化碳?

由于采矿中心的实际位置不会影响比特币网络,矿工是否不再迁移到以较低边际成本产生过剩电力的地区?并且在这种情况下,这不能解决具有可预测容量的可再生能源的问题,否则将被浪费,例如水力发电和甲烷燃烧。

一切都是能源—浪费是没有明智地使用它来改善经济和社会生活水平。

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