比特币计算能力和能源消耗

什么是算力？

正如我在之前的博客文章中解释的那样，比特币矿工必须将计算能力用于“挖掘”比特币并验证一组交易。 哈希率是衡量矿工运行速度的指标。

矿工必须解决数学问题才能验证区块链中的下一个区块。 这些问题也称为散列。 只有当矿工解决这个哈希时，新的交易块才会被添加到区块链中。

我将提供一个有用的代理，而不是深入研究哈希率的技术定义。 您可以将哈希率视为一台机器每秒可以解决的问题数量。 自然地，哈希率以每秒哈希数或 H/s 来衡量。

在比特币历史的早期，比特币挖矿设备的计算能力呈爆炸式增长。 现在挖矿设备如此先进，哈希率通常以 Exahashes 来衡量，其中 1 Exahash/s = 1,000,000,000,000,000,000 H/s。

H2算力与挖矿难度

当前所有矿工的总算力越大，当前用于挖矿的算力就越多。 比特币的协议包括一种算法比特币挖矿机用电量，可以根据总计算能力自动调整挖矿难度。 因为挖矿创造了新的比特币，这种“难度调整”确保了比特币的供应量永远不会增加得太快。

比特币协议调整了挖矿难度，因此创建一个新的交易块总是需要大约十分钟的时间。 每 2016 个区块，测量该时间间隔内的平均哈希率并相应地微调挖矿难度。

增加难度的一个好处是它加强了比特币网络，因为攻击变得更加昂贵。 因此，随着比特币被越来越多的人开采和采用，它会自动成为一种更安全的价值储存手段。

正如比特币杂志撰稿人 Rick Mulvey 所描述的那样，比特币的难度调整“是中本聪创作中讨论较少的方面之一，但却是一种真正出色的自我调节稳定机制。”

图 2.（来自 Bitcoin.com）比特币网络每两周评估一次哈希率并相应地调整挖矿难度。 随着难度的增加，网络的安全性也随之增加。

计算能力和能源消耗

考虑总哈希率的另一种方法是当前应用于比特币挖掘和交易验证的所有计算工作。 因此，哈希率可以用来估算比特币的总能耗。

仅能源消耗并不能告诉我们比特币挖矿对环境的影响，因为矿工使用多种能源。 不幸的是，关于比特币挖矿能量分布的数据一直不清楚。 例如，虽然 2019 年的一份报告表明比特币近 73% 的能源消耗是碳中和的，但 2020 年的一份报告表明该数字接近 39%。 即使较低的估计更接近现实比特币挖矿机用电量，这仍然会使比特币的碳足迹占整个美国电网的一半。

毫无疑问，随着算力的不断攀升，比特币的能源消耗也在不断攀升。 但这几乎适用于每个成熟的经济部门。 例如，游轮行业每年消耗约 250 太瓦时，是比特币网络消耗量的两倍多。 然而，没有人要求游轮靠港。 美国家庭每年消耗 1,375 太瓦时，但很少有活动家愿意禁止电灯、冰箱和 Netflix。 正如 Coinshares 的首席安全官 Meltem Demirors 所说：“仅在美国，圣诞灯饰消耗的电力就超过了整个比特币网络，但我们没有……禁止圣诞灯饰的能源警察。”

对可再生能源的影响

正如 MicroStrategy 首席执行官 Michael Saylor 所说，“人们唯一开采比特币的地方就是电力过剩的地方......如果人们愿意支付更多费用，他们就会挤出比特币矿工市场。我们到处都需要电力...... “为了人类福祉，价格高到足以让比特币矿工远离。比特币矿工走到地球的尽头……他们使用的能源会被浪费掉。”

随着哈希率的增加，矿工们被激励去寻找越来越便宜的能源来支付他们不断增加的计算资源。 在过去十年中，矿工们一直在转向越来越多的可再生能源。 正如我在上一篇文章中提到的，比特币矿工几乎可以在世界任何地方工作。 他们之所以转向可再生能源，并不是因为他们一定关心环境。 相反，在一些地方，可再生能源是最有效的能源。

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