以太坊2.0电力消耗暴降99%，最大受害者竟是矿场？

|作者：区块律动 0x5 原文作者：IEEE  Peter Fairley

随时可能抢夺比特币光芒的以太坊

不能否认：比特币的光芒实在太耀眼了，鲜花掌声有之，鸡蛋口水有之，似乎它俨然已经成为了「加密货币」的化身；而与此同时，更加年轻，也更加小巧的「老弟」以太坊却被置于在阴影之中。

但以太坊恰恰是我们不能忽略的对象，说是「小巧」，那是大众对它有的刻板印象，事实上它一点也不「小」，它的市值在本文发布时，已经大概接近了 150 亿美金，它的成长轨迹以及其所蕴藏的能量，其实是完全可以与比特币匹敌的

ETH 挖矿所耗费的电量，是挖比特币所耗费电量的四分之一。 据 2018 年统计数据，ETH 所耗费的电量几乎等同于冰岛整个国家全年的耗电量。确实如此， 挖出一枚 ETH 所耗费的电量，已经超过了一个普通美国家庭平均一天的耗电量 ！

年仅 24 岁的俄裔加拿大天才计算机高手 Vitalik Buterin（18 岁的时候创造了以太坊，并被网友们亲切的称之为「V 神」），他就表示：「以太坊上的交易确实耗费了大量的电力，也造成了相当大的浪费，哪怕你现在不觉得这些碳排放和污染算是什么大事儿，但这确确实实存在着巨大的能源需求，那些交易者都是对能源切实的渴求者。」

于是，V 神准备在 2019 年搞一件大事出来了。他准备将自己一手造出来的产品改头换面，将自己一手造出来的问题加以解决！

以太坊重生计划

在今年，V 神所联合创办的基金会 Ethereum Foundation，联手更加开放的致力于推动加密货币的开源运动，合力去推动对以太坊代码的颠覆性改变。如果这些程序员们干的好的话，那么到 2019 年的年末，如果一切进展顺利， 那么以太坊在新的代码的作用下，它完成交易所耗费的电量仅是现在的 1%！

以太坊的发明人 Vitalik Buterin 希望在 2019 给所有人带来一个不一样的，节能省电的区块链平台。

加密货币公司 Cosmos 的咨询顾问 Zaki Manian 对外表示：「以太坊的重生计划，将是本年最具看点，最具期待的技术创新！」他强调：「以太坊的这次蜕变，必须要求大量程序员，大量组织机构，共同在一个开放的环境中通力协作，打造出无缝衔接的完美代码。而这也是有史以来开源社群所作出的最具野心和想象力的项目！」

跟比特币类似，以太坊也是要基于区块链技术这样一个专门的数字交易工具，维护者是用户自发组建起来的社群。但跟比特币不同的是，发明者 V 神想要做的事情更多，更宏大，他不仅仅是想要开发一个去中心化的交易工具，他的愿景是让以太坊成为一个真正意义的「全球电脑」，完全去中心化，面向所有人开放，真正意义上免去了欺诈、审查以及宕机可能。

以太坊的自身技术优势及目前的瓶颈

以太坊何以拥有如此惊人的未来呢？那是因为它在存储数据，决策形成机制，以及对价值的自动化派发等方面，极具自己的特色。它通过「智能合约」来管理这些任务，而「智能合约」是由用户或者某些程序员，使用以太坊上特定的代码语言 Solidity 编写出来的。

「智能合约」本来是针对的商业化应用，但是从这些应用中走出来的协议，将会让以太坊最终成为一个终极的云计算平台。

尽管这样的愿景听上去非常的宏伟壮大，但是它与以太坊现在的现实情况相违背抵触。现在在以太坊上有数以几千万美金的应用在不断运行，哪怕是 Buterin 本人都表示，他怀疑现在以太坊所消耗的资源是在太大了，以至于远远超过了它所实现的社会效益。

问题的症结落在「挖矿」上 。跟绝大多数的加密货币一样，以太坊是依赖于某种计算型竞争活动（被称之为 POW 工作量证明）。在 POW 中，所有的参与者都争相去解决加密交易上的算法问题，并将这些交易添加到区块链全球化的分布式账簿上。 这是一个「赢家通吃」的竞赛游戏，获胜者就会拿到刚刚「挖出」来的加密货币。 所以，如果你所拥有的算力越是强大，那么你就越是有能力，越是拥有更高概率来获取到这些报酬。

PoW 的挖矿机制从设计上来说是非常复杂的，其目的就是为了防止任何人通过某种途径来控制这个区块链。就比如说，如果一个比特币矿主的计算机系统所具备的算力已经超过了整个网络上所有挖矿算力的一半儿，那么这个矿主就可以实现一些欺诈行为，比如修改一些已经完成的交易记录。比特币的用户也因为这些矿主完全的匿名性，丧失掉自己的追索权利。

从理论上来说，PoW 保证了挖矿是一个分布式行为。但事实上的情况却截然相反。「专用集成电路」（ASIC）的不断发展，不断推动着挖矿，而来自中国的一小撮专门开发特制芯片的公司和个人，正在多个加密货币领域，不断地将算力集中在他们的手中。

以太坊选择跟这样的趋势做坚决的斗争，它选择反击的方式是： 为了挖出 ETH 而选择一种内存密集型的 PoW 算法 ，这种算法会惩罚那些使用了矿机的矿工们，有效的避免了算力趋于集中的趋势。但是它也有另外的一个弊端，它没能阻止的是 ETH 挖矿专用 计算资源的爆炸式增长。

光是在 2017 年，专门指向挖 ETH 的计算资源增长了超过 25 倍，而代币的价格有从 8 美金暴涨到了 862 美金。矿机公司专门设立矿场，里面装满了很适合挖 ETH 的 GPU 矿机。

这最后带来的就是对电力需求的暴涨，进一步引致了环保主义者的抗议。公用事业部门，还有一些本地的社群团体，看到加密货币挖矿者占用着廉价的电力资源，却几乎不给当地带来任何的劳动就业岗位，他们也非常的不满。还有一些矿工要求电力部门升级一些电力设备，但是一旦加密货币的价格崩盘，挖矿行为中止，那些升级的设施配件都会瞬间成为摆设，造成极大的浪费。

最近市场上的一些动荡更是加剧了这样的担心。去年 1 月份的 ETH 价格是 1385 美金，然后就开始了漫漫无期的下跌熊途。在 11 月份它已经崩到了 120 美金之下，这个价格足以抹去了矿工的所有利润，使得其中一部分矿工不得已放慢挖矿进度，甚至是直接关机休息。

根据某专业的区块链经济学网站 Digiconomist 的预测，以太坊矿工很有可能在不到 20 天内，将自己的电力消费砍掉超过一半的幅度。

难怪现在一些公用电力设施部门，还正在给矿工抬升电费价格。再加上一些管理部门颁布的限制型条例，这一切都严重影响着基于 PoW 的加密货币的安全稳定性。在算力接口门槛上的不断上升，途径的收窄，以及电力成本的不断抬升，让很多原本摩拳擦掌的新矿工望而却步。这又进一步加剧了挖矿算力的集中化趋势。而一旦中心化的趋势抬头，那么作弊以及欺诈的可能性也就大幅抬升。

以太坊的贡献者之一，同样也是澳大利亚数字安全及区块链开发公司 Sigma Prime 的联合创始人 Paul Hauner 就表示：「对于 V 神来说，大幅削减电力耗费从创办以太坊之初开始，就一直都是他愿景中的一部分内容。现在在以太坊社群中已经达成了普遍的共识，大家都认为 PoW 耗费了太多的电力。对于我来说，如何解决这个问题已经成为了当务之急！」

以太坊的重生计划中，是要将 PoW（工作量证明）替换成为 PoS（权益证明）。 这是一种与 PoW 齐名的共识机制，第一次出现在是 2012 年 Peercoin 发布上。这一次，它不再是依靠几百万个处理器同一时间去处理同一笔交易，PoS 则是随机从它们中间挑选出来一个来执行任务。

在 PoS 当中，参与者的称呼也变了，他们不再是矿工，而是成为了验证者（validator）。 为了保证他们行为操守端正的核心秘密在于：在 PoS 中，要成为一个验证者，你必须要持有一定的代币作为某种担保品，当然你抵押的价值相比占比越高，你所能获得的回报也就越高；相反，如果你被抓到了你在作弊，那么你也会损失的更为惨重。

PoS，以太坊重生的必经之路！

而转移到 PoS 之后，电力耗费的问题就得到了很好的解决。

根据 Buterin 所言：「是 PoW 的工作机制本身消耗大量的电力，区块链本身的交易是不会占用太多计算资源的。它只不过是验证一下数字签名，又不是要搞那种高精尖的 3D 矩阵图纸，又或者是处理海量数据所要实现的机器学习。所以在技术上，它是能做到大幅度节能省电的。」

以太坊追求节能省电，不仅仅是一次环保之举，而且它也会带来直接的经济效益。为了鼓励验证者进场，以太坊必须为了发行新的 ETH 而付出一定的费用，这个发行成本会进一步摊薄 ETH 的真正价值。而现在一旦实现了节能省电，这样个挖矿成本就降下来了，ETH 的价值得到了稳固甚至提升。

向 PoS 迁徙还同样带来了安全性的提升 。在 PoS 下，每一个验证者的账户地址都是已知的，并且如果如果验证者破坏规则的话，账户都是可以被摧毁的 。打个比方，这就有点儿像是比特币社群的地位大大提升，有权力将那些滥用规则的矿工的数据中心一把火烧掉一样。

在 2015 年的年末，PoS 的优势已经使得以太坊社群开始了这样的转变。那个时候，其领导者 Buterin 在接下来的一两年内就在考虑如何着手推动这样的转变。为了使得自己的诉求明晰化，以太坊的核心程序员重新对 PoW 代码进行了编写，作为对现实情况的模拟推演，它在挖矿上面的困难性会呈指数性的上升。到了 2016 年的年尾，新的交易区块的产生速度就会放缓下来。而预计在接下来的几年时间，这个模型就会让挖矿进程完全停滞不前。

这看上去简直就是一个「定时炸弹」，同样也是一个随时会响起来的起床闹铃。在 2017 年的 10 月，当出块时间翻倍到了 30 秒的时候，以太坊团队重置了这个「闹铃」，将 PoW 的「末日」往后推了 12 个月，到了那个时候，他们说不定还会继续延迟最终审判日的到来。

并不是光是以太坊团队的人不愿醒来， 根据 V 神的说法，以太坊上的程序员已经把与 PoS 有关的绝大多数技术性难题都攻克下来了 ，但是从理论研究转为落地实践，开发出有效的软件，其进展速度远比之前预计的要慢很多。

而 2019 年，之所以给人带来希望的原因是：2018 年 6 月份，以太坊的领导者们集体决定采取一个更加激进的全新方案。在此之前，他们都是想着把 PoS 嵌入到已有的以太坊平台中。在 6 月的时候，他们决定自此做一次一刀两断的切割， 一个完全基于 PoS 运行的全新的区块链！此链也被称之以太坊 2.0！

就在这个决定作出之后的几个月后，PoS 的技术规范草案就已经作出，超过 12 个团队都开始使用各式各样的语言，来开始对软件实施开发。Sigma Prime 公司的 Hauner 团队目前开发的就是使用 Rust 语言所写的以太坊 2.0 客户端。他预计这个应用以及其他一系列运行在 PoS 上的测试版网络应用，将在 2019 年的年初问世。 而 V 神表示面向公众的测试版将在 2019 年的年末跟大家见面 ，但他也表示了：也不是说绝对的噢。在开发过程中也有可能出现一些我们未知的困难，说不定将工作回滚到之前的某个节点也说不定……

当然，作为一个价值几十亿的区块链平台，以太坊输不起。新版本上任何的不稳定，不安全都会引来极大的负面影响。要知道，要在以太坊的这个 PoS 链上玩儿，ETH 的持有者必须同将一个智能合约配置在原有的以太链上，然后这个智能合约会不可逆转地将 ETH 转移到新链上。其中出现任何的闪失，都会危害到整个生态系统。

但是， 如果以太坊继续拖下去，它同样也输不起了。它后面跟着一大批资本弹药打的很足的项目：Cardano、Dfinity、EOS 还有 Manian 的 Cosmos 项目 。它们都在打磨属于它们自己的 PoS 区块链。它们跟以太坊一样，都要试图向世人们证明：高安全性和高效性是本可以做到不相互冲突的。

无疑，谁先做出来，就会代表着未来计算平台，而其他那些没有抢得领先身位的人，将会被大家逐渐遗忘。

Manian 说道： 「这个环境从本质上来说就是带有优胜劣汰的进化论属性，到最后，只有一个能活。」