区块链基础知识与能源误区
对区块链有一个普遍的误解。区块链是一个能源资源消耗大国，对气候变化有重大影响。事实上，消费取决于共识机制。并不是所有的区块链都是一样的，大多数都很有效率。此外，这些比较通常忘记考虑这些已被分散数据库取代的系统，以及能源消耗。
现在最常见的两种共识机制是工作量证明(以下简称PoW)和权益证明(以下简称PoS)。一般来说，PoS比power可以节省99%左右的能耗，这也给了PoS一个更环保的选择。总而言之:
工作量证明和权益证明
工作量证明和权益证明是两种主要的共识机制。
两者都是让计算机对网络状态达成一致并加以保护，但实现方式完全不同。
从根本上说，利益证明(PoS)更环保。
工作负载证明工作负载证明(PoW)机制已经被测试了很多年，并且被证明在提供安全性和去中心化方面是有效的。工作量证明被认为是建立和维护链的最安全方式的优秀记录，比特币和以太坊区块链的地位就是证明。
一般来说，工作负载证明机制致力于增加预测谁能创建下一个块的难度，从而保证网络安全。也就是说，恶意个人或组织插入欺诈块将非常困难。在工作量证明中，大部分精力花在选择谁是下一个块的作者上。
采矿保护电力网络
因为区块链是一个分散的网络，任何人都可以加入和添加新的区块链。所以要用特殊的计算能力来解决任意难度的数学问题，同时要消耗大量的电力。
这个过程就是挖掘。其工作方式是，miner总是要以比攻击者更高的速度“工作”，为链提供安全性。在实践中，要超越恶意行为者，miner不仅要有高效的硬件，因为攻击者也可以使用它，还要有更多的计算能力，这通常会导致更高的能耗。最终矿工的电脑必须证明自己比攻击者花费更多的计算能力来解谜，从而通过抑制网络中的恶意行为来保证网络的安全。
与PoW不同，利益证明(PoS)通常不需要个体在计算能力积累期间竞争加入网络。相反，网络参与者需要将质押资产作为抵押品，以验证链中的区块。
PoW侧重于使制度难以参与，PoS侧重于使制度在经济上不利于参与。PoS越大越有价值，攻击成本也越高。
质押保护PoS网络
质押机制因链而异，担保机制规则也有不同的实现方式，本文不再赘述。比如以太坊的权益证明(PoS)中，如果要产生区块，需要质押ETH成为网络中的验证者。从硬件的能耗来看，PoS的效率会明显高于PoW(99%左右)。
虽然验证者的功能类似于miner的性能(比如订单事务和向链中添加新块)，但是它们不需要存储物理硬件。更重要的是，它不会浪费大量的计算能力。这是因为网络的安全性与参与者的认捐额密切相关，验证者遵守规则参与并获得激励。在某些情况下，如果他们不遵守规则，验证者绑定的资产可能会受到严厉的惩罚和砍杀。削价是指对验证人和/或出质人损失部分质押资产的惩罚。Boca是许多使用这种共识机制的网络之一。
对比对环境的影响，PoW和PoS各有利弊。前者往往比是否支持后者的争论对环境的影响更大。随着近年来网络用户数量的增加，这已经成为一个更大的问题。
在业内备受尊重的科学期刊上发表的几篇文章讨论了BTC挖掘对环境的影响，并预测长期采矿将对地球产生严重后果。但这些文章中使用的研究方法似乎都无法得到准确的结果，所以PoW到底有多大的恶劣影响，仍然没有确切的答案。但是，这并不能改变PoW会导致全球变暖，并且有大量碳排放的事实。
幸运的是，当采矿的环境影响成为学术界和媒体广泛批评区块链的主要观点时，越来越多的新老团队开始依赖PoS。以太坊基金会是其中一个团队，它现在处于向PoS过渡的最后阶段，因此即将结束对其区块链的主要辩论。队伍的过渡发生在一个极其关键的时刻，因为这两年以太坊PoW共识的能量消耗急剧增加，如下图。
以太坊正在从PoW向PoS共识机制转化。
据估计，PoW每年的耗电量约为84.4 TWh，一个以太坊交易相当于YouTube上约2万小时的视频。
向PoS共识的转变将使他们的能耗降低99%以上。
Digiconomist是一个从经济角度创建数字项目和趋势指数的平台。一个学术界和媒体圈经常提到的指标是平台公布的，显示以太坊每年消耗约84.4 TWh(本文写作时)。此外，该平台还预测，一笔以太坊交易的碳排放量相当于119.68千克二氧化碳，这几乎相当于在YouTube上观看19947小时的视频或265252笔签证交易。虽然这些比较是基于估计，但这些数字确实反映了战俘对环境的巨大影响。
查阅PoW的以太坊能耗指数，可以帮助我们更好地理解PoW的环境影响是如何计算的。其计算方法的设计采用了与比特币能耗指数相同的假设。作者从采矿收入中扣除电费，然后根据每千瓦时的平均价格将剩余收入的等值美元转换为千瓦时。然后他们将结果乘以二，因为以太坊矿工使用的是显卡(GPU)，比特币矿工使用的是专用集成电路(ASIC)。最终结果总结在下面的散点图中。以太坊的PoS系统相对能耗很小，我们只能通过放大图表才能看到。
以太坊基金会的研究团队称，以太坊一旦过渡到PoS，其能耗将降低99%以上。由于缺乏关于验证者未来可能使用的能源消耗或硬件的可靠数据，研究小组根据存款的唯一地址数量和服务器数量进行了估计。2021年5月，他们假设网络中有87000个验证器，以太坊基金会根据承诺的基础设施团队提供的计算，计算出PoS以太坊将消耗约2.62 MW，这相当于约2100个美国家庭的年用电量。
利益证明(PoS)更环保。基于以上论点，PoS无疑比PoW更环保。
此外，许多使用PoS的项目努力使其碳排放量为零。它不仅修改了共识机制，使其更加节能，还通过支持气候变化项目抵消了过去的碳排放。例如，Algorand使用不包含任何采矿的纯利益证明(PPoS ),并支持解决环境污染问题的项目。因此，该团队在2021年4月宣布，其区块链已经达到零碳排放。另一个例子是，我们试图通过使用委托证书(DPoS)成为零碳排放的Near，团队也在支持抵消碳排放的项目。
开发者和创造者是使项目更具环保意识的主要驱动力。特别是，创始人们已经开始担心近年来不断增长的NFT铸造和交易造成的以太坊碳排放。举个典型案例，一个法国艺术家取消了自己艺术品的出售，因为他计算了一下，卖出6件艺术品需要几秒钟，相当于他工作室两年的用电量。
为了应对这种惊人的能源消耗和碳排放，3000多名艺术家联合倡导CleanNFTs(NFT是在PoS上创建的)。区块链的开发者和用户不仅意识到PoW对环境的影响，而且有意识地努力促进技术实现碳中和，这一事实令人鼓舞。
在本文中，我们比较了两个主要的和现有的共识机制。虽然PoW在区块链技术中处于领先地位，但它也受到环境影响的严厉批评。目前还没有具体的计算结果能对地球造成多大的破坏，但相比于替代PoS，PoW对环境的影响似乎更大。为了显示每个共识机制中能量消耗的巨大差异，我们提供了以太坊和月光的一些能量消耗的基本计算。从结果来看，我们可以很有信心地说PoW的能耗远远超过Poka的PoS(包括Moonbeam)。
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