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比特币记账奖励,科学网—比特币的惊人电能消耗

互联网 2021-03-05 05:33:38
比特币的惊人电能消耗

已有 2861 次阅读 2021-2-20 13:46|个人分类:计算|系统分类:海外观察

数年前,我也曾试图“挖”矿,几天之后放弃了,因为发现这是一个对能源与计算力的极大浪费,而且比特币的设计就是基于这种浪费。在能源短缺的今天,比特币到底要消耗多少电呢?我估算了一下,相当于供 2450 万电动汽车所需要的电力。

 

根据 news.bitcoin.com 2020年8月的报道,当时比特币网络的耗电功率为 7.46 GW, 也就是 7.46 百万千瓦。比特币网络一年耗电 为  7.46*10^6 * 365*24 ~ 653.5 亿千瓦时。相比之下,三峡水电站2020年全年发电为 1118亿千瓦时。比特币网络用电半个三峡电站还不够。

 

一台蔚来(NIO)ES6 电动车电池包蓄电量为100千瓦时,理论续航里程 610km,平均每千瓦时电可以跑 6 千米。以此作为参照,以每年跑 16000 公里计算,一辆电车每年耗电 16000/6 = 2666 千瓦时。因此,比特币网络一年耗电可以让 7.46*10^6 * 365*24/(16000/6) ~ 24500000 辆电动车跑一年。仔细数数,你没有看错,这是 2450 万辆车一年跑 一万六千公里的电量。

 

毫无疑问,这是巨大的能源消耗。

 

换个角度,我们可以计算一下每个比特币交易记录需要消耗的电量。比特币网络每十分钟生成一个区块 (block)。因此一个区块需要消耗的电力是 7.46*10^6 * 600/3600 = 124 万千瓦时。以平均每个区块 2500 个交易计算,每个比特币交易记录需要耗电 7.46*10^6 * 600/3600/2500 ~ 500 千瓦时。这是一个令人震惊的数字。你用比特币进行一次交易,哪怕只是买个糖葫芦,要消耗 500度电。这么多电可以让一辆家用电动车跑 3000公里。更不用说,比特币网络还需要巨大的计算资源,比特币对计算机芯片的需求经常导致显卡等设备缺货。

 

为什么比特币需要消耗这么多资源呢?这是比特币(以及其他“民主化”数字货币)设计如此。比特币其实就是一个公开的账本,上面记载了用户的余额、收支交易信息。它是一个没有任何中央数据库的系统,任何人都可以连到这个比特币网络系统上试图在这个账本上记账。那么怎么防止有人在账本上作假呢?

 

比特币的解决方案是:账本的新一页(又称所谓区块)必须有一个特殊的数字印记,这个印记跟前一页账本、这一页账本、账本页序号对应。比特币所谓挖矿就是在拿到一个新的账本页之后试图寻找这个印记。找到这个印记的人就可以把新的账本页盖印加入账本(又称区块链),同时他也可以得到一定奖励,比如说给他一个新的比特币(也就是在账本上记入一个颁发比特币的交易)。显然,这个印记必须是很难找到的(但很容易验证是有效的),否则不良分子可以简单的重复加入交易记录,一块钱花多次。目前以整个比特币网络海量的计算力,大家一起拼命算,也需要10分钟才能找到一个正确结果。

 

上面提到,一个比特币区块需要耗电124万度(2020年数据),光是电费就要十多万美金,“矿业主”、“矿工们”利益何在?每个区块目前的奖励是 12.5个比特币,而当时每个比特币价格已经到了3万多美金,这个赏金相当于40万美金,刨去电费还剩不少。

由此可见,比特币的设计本身就是一个资源高度消耗的系统,只有这样才能在完全民主、平等的情况下,维持公开账本的正确性。一个人要破坏这个系统,得有超过整个网络一半的资源。

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