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一文看懂马斯克说的比特币能源问题

2021-05-16 07:54 文章作者:admin 文章来源:未知

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美国时间 5月13日早上,特斯拉CEO马斯克发推称,将停止接受用户用比特币购买特斯拉产品的计划,理由是比特币挖矿造成了严重的能源负担和化石燃料消耗。马斯克的推文引发了比特币价格大幅下跌,比特币由55000美元以上下跌到50000美元以下。为什么作为虚拟资产的比特币会成为马斯克口中的能源问题,本文将进行简要的分析。

究竟有多费燃料

实际上,真正耗电的不是比特币,而是围绕比特币展开的挖矿行为。根据剑桥研究人员的调查,目前比特币挖矿活动的年耗电量已经达到了121.36太瓦时(一太瓦时等于10亿度电)。挖矿活动消耗的一年电量已经超过了全球大部分国家的一年耗电量。以每发一度电需要270g煤计算,比特币挖矿每年约消耗0.3277亿吨煤。由于目前挖矿活动依旧有着不错的利润空间,短时间内比特币挖矿活动只会不断扩展而不会减少,这意味着因为比特币而消耗的电力只会越来越多。

但是对于比特币能源消耗问题,也有不少人提出了异议。由于比特币挖矿没有地理位置要求,大部分矿机可以迁移到电费更加低廉的地方,比特币挖矿可以对实现电力系统的价值套利,增加现在电力的经济效益。BCEI(比特币清洁能源倡议)组织认为比特币可以激励可再生能源的使用。比特币挖矿需要的电功率相对稳定,符合可再生能源发电的供给模式。事实上,已经不少大型比特币挖矿公司注意到了比特币的“碳中和”问题。英国上市矿企Argo Blockchain就与加拿大矿企DMG BlockchainSolutions签署了一项初步协议,以启动“首个纯清洁能源驱动的比特币矿池”,将使用水力资源发电驱动自身矿池。

为什么要挖矿

在比特币系统中,同一时间,会有很多个节点生产同样内容但是自身Hash值不同的区块。这些区块用来记录已经发生的交易。在同一时刻,系统只能选择其中一个记录到已有的区块链上。而如何选取这个区块就是就需要使用共识机制,比特币的共识机制就是工作量证明(Pow)。

在Pow机制下,每个产生区块的节点要跟去计算一个浮动难度的数学题。第一个解出数学题的节点,就可以将自己生产的区块加在区块链上。无论是打包数据还是计算数学题,每一个节点都要付出算力的,节点所有者都要支付相应的成本。那么为什么节点还要参与到这些活动中来呢?是因为中本聪在比特币系统中设计了奖励机制,每一个成功添加区块到链上的节点都会获得一定数量比特币的奖励。而整个获取比特币奖励的过程,又被称为挖矿。挖矿活动以来计算机算力,会消耗电力,比特币耗电的源头就在这里。

矿机之间也内卷

当挖矿带来的比特币收益大于挖矿的成本时,矿工就能获取利润。由于比特币价格一直处于高位,挖矿一直能带来不菲的收益,这也吸引了更多矿工入场。链上每一个新区块产生的时间服从一个泊松分布,平均产生时间为十分钟。也就是说在Pow机制下,平均每十分钟,只有一个节点能算对系统提出的数学题,获取比特币奖励。随着矿机数量的增加,算力不断提升,系统也会根据整体算力提高数学题的难度,以保持平均10分钟产生一个新区块的速率不变。

PoW的浮动难度验证机制,让矿机之间形成了算力的内卷。矿机计算能力越强,越有可能抢在其他矿机前计算出答案,获取比特币。而在算力不断提升的条件下,浮动难度验证机制又让已有算力弱的矿机基本无法成功挖矿。投资者为了避免自己被淘汰,提高自身挖矿成功率,只能购买更多的矿机,增加更多算力,并让矿机运行更长时间。而在此过程中,大量电力就被自然地消耗了。

只有比特币挖矿费电吗?

理论上,每一个使用PoW作为共识机制的区块链,当参与运算的节点过多时,都会造成电力消耗问题。比如同样采用莱特币和狗狗币,当投资者发现对它们挖矿有利可图,便会大量购入矿机进行采矿,进而造成电力消耗。然而目前能在全世界引发挖矿浪潮的货币,依旧只有比特币。

作者:Gate.io 研究员:Charles Feng

*本文仅代表研究员观点,不构成任何投资建议。

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