如何解决比特币的能耗问题

哥伦比亚大学和南巴黎大学的研究人员表示，光子芯片可以使比特币挖矿的能源效率至少提高 10 倍。

似乎每次有人同时提到“比特币”和“能源消耗”这两个词时，有人说网络对环境的影响巨大，而另一些人则说这些担忧被夸大了。

不用说，能源成本较低的地方，矿工可以赚更多的钱。在哥伦比亚大学和巴黎南部大学两周前发表的一份白皮书中，研究人员认为，修改工作量证明以鼓励在采矿硬件中使用光子芯片可以将能源消耗降低到当前水平的十分之一以下。这将有效地消除矿工在低电价地区享有的大部分优势。

Michael Dubrovsky 与哥伦比亚大学计算机科学博士生 Marshall Ball 和 Paris-Sud 博士后研究员 Bogdan Penkovsky 共同撰写了《光学工作证明》。 Dubrovsky 与人共同创立了 PoWx，该公司正在开发硬件和软件以改变工作量证明的权力斗争。

Dubrovsky 告诉 Decrypt，“我们认为，在世界各地的大城市，对采矿的需求很高，很多人想在家里操作一台或多台机器。目前没有便宜的电，这是不可能的。”

相比之下，世界上大多数比特币开采都发生在欧亚国家。中国矿业公司控制着大部分比特币的算力，一些人担心中国可能会压制比特币的技术并摧毁比特币网络。在欧洲，俄罗斯正在向摩尔多瓦和乌克兰的分裂国家输送廉价能源，以便在调整地缘政治秩序的同时启用加密货币挖矿。

从工作量证明 (PoW) 切换到权益证明 (PoS) 网络可以解决能源问题，因为不再需要计算机尽可能快地猜测散列答案。但证据也提出了挑战。一方面，要求人们持有一定数量的股份可能会推动网络走向中心化。这就是 Dubrovsky 和他的同事一直在研究光子集成电路的原因，它可以用来显着降低能耗。

要点是：为了保证 POW 网络的安全，矿工面临一些经济成本，但不一定是电费。通过部署一种新算法——光学工作证明（oPoW）——区块链系统可以以硬件资本支出（CAPEX）的形式施加经济成本并降低能源消耗。正如 Dubrovsky 告诉 Decrypt 的那样，“如果能源占总预算的 5%，那么没有理由在蒙古建造每千瓦时电力成本 0.04 美元的矿场。”

光学工作证明将改变功率算法以优化与硅光子芯片的工作，从而产生一种新型矿工。作者说，这与“以前修改 PoW 算法以支持特定硬件范例的尝试”（例如 ProgPoW）不同，因为这与 ASIC 阻力无关。反之，光子芯片可以将 ASIC 变成超级 ASIC，运行成本更低。

麻省理工科技评论最近发表了一篇题为“光子芯片能拯救比特币吗？”的文章。首先，光子芯片理论上效率更高，但尚未得到明确证明。

杜布罗夫斯基承认这在一定程度上是正确的。但研究人员充满希望，部分原因是“有很多团队致力于将其商业化，用于从初创公司到英特尔的计算。”他们在什么情况下能够击败电子产品，还有待观察。 oPoW 是一个很棒的沙盒应用程序，因为我们专门针对该技术的优缺点构建了我们的算法。 "

其次，作者没有预测实际的节能。杜布罗夫斯基说，为此，人们将不得不等待他们的“即将发表的会议论文”，其中包含“更详细的模型”。然而，研究人员表示，他们预计“成熟的 oPoW 网络消耗的能源将减少 10-100 倍。”

最后，他们没有说算法会如何改变现有的电力成本差异比特币能保存多久，这仍然很重要，因为每个人的硬件成本大致相同，但电力成本不同。

Dubrovsky 告诉 Decrypt，虽然能源成本差异仍然存在，但其影响可以最小化：“如果采矿成本的主要决定因素是资本支出，而能源是次要项目（与目前的情况相反）比特币能保存多久，那么资本成本操作风险等问题变得非常重要。一个法治、稳定、低利率的国家会吸引大型矿业公司。”

换句话说，这不适用于中国和俄罗斯。