位元幣作為第一加密貨幣,在block的生成過程中就使用了工作證明機制,該機制中,節點需要去解決一些計算困難、驗證簡單的問題。礦工要進行算力競爭來獲得獎勵,但是這種計算的成本很高。礦工擁有的算力越多,他們在機制中的「權重」就越大,獲得的獎勵也就越多。
工作證明使位元幣成為第一種真正被廣泛接受的去中心化數字貨幣。再不需要任何信任第三方的情況下,它解決了「雙重支出問題」(double-spend problem)。然而,工作證明並不完美,要建立乙個更可行的共識機制,仍然需要大量的研究和開發。從現目前的工作證明機制來看,主要存在以下幾個問題:
1. 硬體越專業,越有優勢
工作證明的乙個缺點是需要專業的挖礦硬體。2023年,被稱為「專用積體電路」(asic)的裝置被設計成專門用於位元幣的礦機,因為它可以提高10至50倍算力。從那以後,使用普通計算機的cpu和gpu進行挖礦已經沒有優勢了。挖礦的唯一方法就是自己製造asic,或從asic製造商那裡購買。這與區塊鏈「去中心化」的本意背道而馳,因為每個人挖礦的成功機率變得不平等。
為了緩解這一問題,以太坊選擇了將其pow演算法(ethhash)順序記憶困難。這意味著該演算法是經過設計的,因此計算當前值需要大量的記憶體和頻寬。大記憶體需求和高頻寬要求,使得即使是超級快的計算機也很難同時發現多個非連續變數。這降低了集中化的風險,並為節點創造了更公平的競爭環境。
當然,這並不是說在未來不會有乙個以太坊的asic。對於pow演算法來說,專用硬體仍然是乙個巨大的風險。
2. 礦池集中化
礦池背後的概念是,不再是單個礦工挖掘單個區塊,而是挖掘乙個池。然後,這個池就會給他們乙個相稱的、一致的獎勵。礦池的問題是,由於它們在網路中有更多的「權重」,所以大礦池的回報比單個使用者的差異要小。隨著時間的推移,一些池開始控制大部分網路,集中的一組池也將繼續獲得更多的權重。例如,目前排名前五的礦池擁有近70%的總雜湊算力。這是很可怕的。
3. 能源浪費
礦工們花費大量的算力,但算力本身沒有實際價值。根據digiconomist的位元幣能源消耗指數,位元幣目前的年用電量大約為29.05twh,佔全球總用電量的0.13%。也就是說,位元幣挖礦需要的電力,比159個國家使用的電力還要多。
隨著使用工作證明的位元幣等公鏈不斷增加,越來越多的能源將被浪費。如果目標是讓公鏈擴大到數百萬使用者和交易,那麼能源浪費和計算成本將會是很大的阻礙。
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