Cardano和比特币的能量消耗比较

Comparison of energy consumption of Cardano and Bitcoin - English / Education - Cardano Forum

你知道吗,Cardano比比特币的能源效率高约10万倍?这对你来说重要吗?也许是,也许不是。然而,这个话题在政府和监管机构层面的争论越来越多。他们的决定可能会影响区块链项目的未来。让我们看一下细节。

简要:

  • 气候变化、经济危机和消极的地缘政治局势,迫使人们思考能源的适当使用问题。
  • PoW必须消耗能源来提供安全的论点只在安全预算耗尽之前有效。
  • 对于欧洲央行来说,使用绿色能源进行PoW开采并不是一个相关的论点。辖区内必须满足排放限制。绿色能源可以在其他地方使用。
  • 很难理解当局如何能选择在过渡期内禁止汽油车,但对建立在PoW技术上的比特币类资产视而不见。
  • 人们应该决定他们想使用什么技术。然而,他们应该考虑到其他人的意愿。

介绍
保护环境是我们星球的首要任务。多年来,由于政府主要关注经济发展和技术进步,这个话题一直被忽视。生态学一直被视为一个障碍,或者一个可以再等几年的话题。这种情况正在迅速改变。在欧洲和世界其他地方,我们正在达到新的温度记录。英国已经经历了40度的高温。在法国和美国的一些州也很热。气候的变化比我们预期的要快。由于负面的地缘政治事件,能源价格正在急剧上升,而这正值欧洲致力于绿色发展的时候。绿色协议现在岌岌可危,但立法者正在努力实现欧洲决定实现的目标。

这些以及其他许多原因,正在导致关于工作证明(PoW)网络的意义的辩论越来越多。虽然加密货币社区坚信区块链正在彻底改变金融世界,但地球上并非每个人都有这种热情。我们需要冷静地看待这个问题,理解那些尚未掌握加密货币意义的人的论点。

重要的是,去中心化的概念不仅与比特币有关,即与PoW共识有关。Cardano证明了取证(PoS)共识是PoW的优质替代品。Cardano的PoS将在2022年庆祝它的第二个生日。在加密货币领域有许多其他PoS网络,也已经运行了几年。目前还没有PoS网络被成功攻击。

如果能源强度成为去中心化的障碍,加密货币行业将在没有PoW网络的情况下生存。比特币对整个行业来说是一个极其重要的项目,背后有很多支持者。另一方面,这个PoW网络的能源强度是巨大的,更重要的是,很难预测。如果BTC币的价值在短时间内急剧增加,比如100倍,能源强度也会在同一时间以同样的比例增加。如果比特币今天消耗的能源与西班牙等国一样多,在BTC币的价值如此急剧增加后,比特币消耗的能源将与100个西班牙大小的国家一样多。即使是比特币的粉丝也不得不承认,这对我们的地球来说很难持续。

我们也可以看到另一个极端,即BTC币的价值不会上升得那么快。然而,在这种情况下,比特币网络的安全性将下降,因为减半事件逐渐减少了矿工收到的硬币数量,以弥补他们消耗的能源成本。对世界来说,采用一个安全性不足的网络是不明智的。我已经看到了许多对PoW网络的成功攻击。低哈希率总是难辞其咎。PoW网络无法承受原生币不能永久增值的情况。

Peter Todd,一个前比特币核心开发者,创建了一个工具,显示了比特币的安全预算。任何人都可以玩玩这些参数,看看在什么情况下比特币仍然是安全和分散的。例如,如果你保持工具中的默认设置,即平均费用为1.5美元,区块大小为1.20MB,并将比特币的市值设置为2140年的100T(每BTC 4,7M美元),你会发现到2024年,根据Peter的说法,比特币的安全将是 “不安全的”。

我们都知道,比特币网络的整体资本化是由大玩家和银行影响的。如果法规和法律迫使这些机构不投资于比特币,那么比特币的价值就会下降,这将对网络的安全性产生巨大的影响。换句话说,如果比特币要做到安全,可能离不开政治最高层的支持。

我们不要忘记ESG倡议,它也可以相当大地影响决策。现在是加密货币社区与立法者分享其对未来的看法的时候了。在这个话题上与政治家交谈的无知和不感兴趣会适得其反。

运行PoW和PoS网络的能源需求是一个应该得到更多关注的话题,不仅在整个加密货币社区,而且在政治家和其他重要机构层面。让我们在这篇文章中看看Cardano和比特币网络的能量强度。

如何计算Cardano网络的耗电量?
Cardano网络的能量消耗与ADA币的价值无关。这意味着,不管是熊市还是牛市,耗电量几乎是恒定的。在计算中必须考虑到池或中继服务运行的节点数量。即便如此,计算可能也不是很直接。

根据Cardanians的实时中继分析,有些池子有5个中继,有些池子一起共享一些中继,有些池子在一台设备上运行多个池子,有些池子在一个DNS名称下有更多的中继,等等。有些运行故障转移基础设施,有些有非公共中继。我们试图将所有这些因素的适当平均值考虑在内。我们的估计包括基础设施中的所有节点。

如果我们认为45W是一个节点的消耗,我们通过将这个常数乘以基础设施中所有节点的数量,得到Cardano网络的总消耗。在撰写本文时,网络中有4286个节点。Cardano网络的年能耗约为1.6GWh。目前的数据可以在Cexplorer中找到。

如何计算比特币网络的电力消耗?
PoW共识是基于电力消耗的。不幸的是,计算并不那么简单,因为电力消耗直接取决于BTC币的价值。由于BTC币的价值随着时间的推移是不稳定的,所以耗电量也是有升有降的。因为安全性直接与安全预算挂钩,网络安全性也会随着BTC币的价值而上升和下降。

随着ASIC矿工效率的提高,哈希率可以不受能源消耗的影响而上升。这意味着,即使BTC币的价格在很长一段时间内保持稳定,哈希率也会增加。矿工通过BTC奖励来支付购买能源的费用。由于每个国家的能源价格不同,很难估计矿工将购买多少能源。

有几种方法可以可靠地估计挖矿的能源成本。让我们来看看其中的一些。可以使用总哈希率,并假设矿工拥有最新的ASIC矿机。矿工总是试图尽可能的盈利。另一方面,购买新硬件在经济上并不总是可行的。所以不是所有的矿工都会有最新的型号。此外,芯片目前是一种稀缺商品,所以对ASIC矿机的需求不一定能及时得到满足。无论如何,如果我们知道一个ASIC矿工能产生多少哈希率,我们可以用比特币网络的总哈希率除以一个设备的哈希率。这就给了我们网络中ASIC矿工的数量。正如我们所说,必须考虑到部分矿工的年龄较大。由于我们知道运行一个ASIC设备的成本,我们也可以估算出总功耗。

网络安全预算也可以给我们一个大致的概念。如果我们假设挖矿一定是有利可图的,我们知道矿工在能源上的花费不会超过网络通过BTC币支付的金额。我们必须减去购买ASIC设备的成本、劳动力、矿工所在的空间、与冷却有关的成本、给矿池的费用、利润、税收等等。我们可以通过将每天的奖励数量乘以矿工在区块奖励中获得的比特币数量(包括费用),并将整个过程乘以BTC币的当前价值,来计算出每天运行比特币网络的总成本。因此,(6 * 24)(6.25 BTC + 0.1 BTC) 20,000美元。这总共是18,288,000美元。

如果我们想要更准确的结果,我们需要直接从矿工那里了解具体数据。不过,我们还是可以做一个粗略的估计。根据我们的计算,在这一点上,运行比特币网络的年度总成本约为188,222 GWh。我们的结果与statista.com(177 000 GWh)和digiconomist.net(134 000 GWh)等公布的数据一致。请记住,这些数字来自于文章撰写时,正如我们所写的那样,它们随着时间的推移而发生重大变化。

比较
如果我们把运行Cardano网络的年度成本1.6GWh,与运行比特币网络的年度成本188,222GWh相比较,我们发现Cardano网络大约是环保的117,000倍。

你可以看到,与比特币相比,Cardano网络的碳足迹几乎可以忽略不计。PoW挖矿对环境有非常不利的影响,每年产生74.76百万吨的二氧化碳,与哥伦比亚州相似。一笔比特币交易要花费全世界1491千瓦时,这大约是一个美国家庭51天的运行成本。

支持PoW的基本论点是,能源消耗是确保比特币网络安全的先决条件。时间检验了这个论点,但人们常常忘记,奖励过程是动态的。正如Peter Todd所建议的,比特币的安全性绝不是确定的,它将取决于币值的增长。不变的货币政策是一个突破性的技术进步,但不能忘记长期的可持续性。如果它只应该工作,比如说20年,那么它就不像最初看起来那么有用。

没有令人信服的理由说PoS不起作用,或者说它有一些基本的弱点。PoW和PoS网络都可以被攻击。攻击的载体是不同的。有几个PoS的实施方案,但还没有一个失败。事实证明,对电力消耗的依赖是没有必要的。PoS网络的优势在于,与PoW不同,它们可以长期持续。

PoS网络的安全性也随着币值的增长而增长,因为它使单个实体更难积累大量的硬币。另一方面,PoS网络的安全性也取决于用户之间的硬币分配。如果超过50%的硬币由1000万网络用户拥有,而这些用户由于被动收入而不会出售硬币,那么攻击者基本上就没有机会获得必要的多数来进行攻击。同时,这足以让硬币的价值不会急剧下降,也就是说,它们可以保持在相同的水平,网络的安全性不会因为价值下降而发生根本性的改变。

假设所有的硬币持有者都是诚实的参与者,因为他们有经济动机来保护网络。PoW网络有一个缺点,就是强烈的竞争会把诚实的矿工赶出游戏。换句话说,一个诚实的矿工可能无利可图,被迫停止挖矿。因此,即使他愿意,也不能参与网络的安全。这就导致了权力的集中化。PoS网络可能总是更加去中心化,因为它允许所有用户参与去中心化和安全过程。每个玩家,甚至是诚实的鲸鱼,都会保护网络免受攻击。

为了这篇文章的目的,让我们主要坚持讨论能源消耗。

欧盟对过度的能源消耗有什么看法?
欧洲中央银行(ECB)发布了一份题为 "开采环境–气候风险在加密资产中被定价了吗?"的报告,其中研究了加密货币的能源消耗。该报告写得很好,很详细。

该文件说,一些加密资产有很大的碳足迹,这破坏了他们的绿色转型承诺。对比特币和以太坊的碳足迹的估计进一步表明,截至2022年5月,它们的年排放量总和抵消了大多数欧元区国家过去和目标的温室气体(GHG)排放节约。

由于最近俄乌战争后能源价格飙升,各司法管辖区也可能更仔细地研究不同能源的生产性使用。论文作者指出,有一种替代性的、能源密集度低得多的区块链技术,可以达到与能源密集型相似的效果。

显然,当局对加密货币空间进行了周密的规划,知道PoW网络和PoS等更绿色的替代方案之间的区别。该文件的作者知道将采矿过渡到绿色能源的倡议。文件中提到了《加密货币气候协议》和比特币采矿委员会。

人们对提高采矿透明度的动力和到2030年实现零排放的承诺持积极态度。另一方面,有人批评说,这些努力只是自愿的,而且没有明确解释方法,以及这些运动的文件中缺乏重要的细节和不可靠的数据。

PoW挖矿向绿色资源过渡是比特币支持者的最大论点。然而,从欧盟的角度来看,这不是一个解决方案,因为PoW加密资产过渡到可再生能源,它们可能会排挤可再生能源的其他用途,使各国的绿色转型目标面临风险。该文件指出。

可再生能源是有限的。2020年,可再生能源在全球发电量中的比例为29%。因此,拥有完全可再生的能源供应需要时间。使用现有的可再生能源来开采比特币通常意味着更少的可再生能源可以用于其他目的,如向家庭提供电力,以及最终覆盖所需的气候转型。

[…]

PoW的显著能源消耗弱点可以通过另一种区块链共识机制,即权益证明(PoS)来解决。据估计,PoS区块链技术在确保相同功能的同时,大大降低了能源消耗。

公共当局不希望扼杀创新和技术进步,因为这是经济增长的驱动力。另一方面,当局对比特币给社会带来的好处表示怀疑。到目前为止,区块链技术的潜力被认为是不确定的。

当局必须全面地看待整个问题。加密货币的支持者中往往缺乏这种观点。当局必须仔细平衡利弊。该文件继续说到:"。

很难理解当局如何选择在过渡期内禁止汽油车,而对建立在PoW技术上的比特币类资产视而不见,其国家规模的能源消耗足迹和每年的碳排放,目前否定了大多数欧元区国家过去和目标的温室气体节约。

特别是考虑到存在一种替代性的、能源密集度较低的区块链技术,这一点更是如此。继续用汽车作比喻,公共当局可以选择激励加密版的电动汽车(PoS及其各种区块链共识机制)或限制或禁止加密版的化石燃料汽车(PoW区块链共识机制)。因此,虽然公共当局采取不闻不问的做法是可能的,但可能性很小,当局采取政策行动是可能的。

对基于PoW的资产的投资极不可能成为ESG投资策略的一部分。即使是所谓的绿色加密货币开采也会排挤其他可能更有成效的可再生能源的使用。

无论我们喜欢与否,我们认为当局不会满足于PoW挖矿可以转换为绿色能源的说法。我们必须考虑到,比特币不是唯一的PoW项目,未来可能会出现新的项目。为了确定PoW挖矿对环境的整体负面影响,我们需要总结所有现有项目的消耗。当局不能对一个项目给予豁免而禁止其他项目。如果有一个绿色的替代PoW的方法,人们应该使用更环保的技术,这是一个公平的说法。

从我们的角度来看,人们应该选择他们想要使用的东西。当局应该尊重人们的选择,而不是限制他们。另一方面,现在大众对加密货币的认识很低,比特币的高能耗受到了专家和大众的批评。并不是每个了解比特币的人都一定同意其高能耗。民众总是会有意见分歧,当局应该如何处理这个问题是值得商榷的,因为他们的工作职责是考虑到两个阵营的意见,并做出有利于大多数人的决定。

我们认为,如果安全预算下降的问题以某种方式得到解决,PoW共识是有意义的。在币值会无限增长的假设上建立网络安全并没有多大意义。有用的PoW概念,即计算能力被用来解决一个真正的问题,是很有趣的。PoW可以在保障区块链网络安全方面发挥重要作用,但它是否会以比特币目前使用的形式出现,是值得怀疑的。

结语
我们明白,人们自私地首先主张自己的投资,所以他们觉得有必要忽略其他没有参与游戏的人的需求。在加密货币社区中,还没有就电力过度消费的问题进行理性和公开的辩论。我们假设它甚至不会发生,因为不同的社区相互敌视,没有意愿接受另一方的论点。一切都被包裹在虚假的意识形态中。坦率地说,我们对当局着手处理这个问题并觉得有必要做出决定并不感到惊讶。我们不喜欢对PoW的可能禁令,但我们理解欧洲央行公布的文件中的论点。

如果我们能够创造一个更环保的技术,我们有道德义务去使用它。没有人愿意生活在充满危险烟雾的城市中,这些烟雾会缩短我们的生命。通过对内燃机的排放限制,我们可以在城市中生活得更好。使用更环保的技术的压力是相关的,也是符合所有人的利益的。分散的货币和服务是有意义的,但不能以牺牲我们的地球为代价。在过去,我们经常忽视环境,而且我们仍然在这样做。现在,几乎整个世界都在努力改变这种状况,而区块链行业却无法得到特殊的豁免。

如果你想看看Cardano和比特币目前的耗电量并进行比较,你可以使用Cexplorer,它定期更新数据。

本文由Cardanians在Cexplorer的支持下编写。