注:原文由以太坊 2.0 研究分析師 Carl Beekhuizen 發表在以太坊基金會官網。

長話短說:以太坊在合併完成後的能源消耗至少能減少 99.95%。

以太坊將在接下里的幾個月完成向權益證明(PoS)共識機制的過渡,這帶來了無數種已被理論化的改進。但既然信標鏈(Beacon chain)已經運行了幾個月的時間,我們實際上就可以深入研究具體的數據了。我們很高興能探索新的能源使用估算,我們再也無需在工作量證明(PoW)共識上,消耗掉一整個國家所需的能源。

截至目前,還沒有任何關於能源消耗(甚至使用什麼硬體設備)的具體統計數據,因此以下是對以太坊未來能源消耗的粗略估算。

由於很多人都在運行多個驗證器,因此我決定使用「可存款的獨立地址」的數量,來作為今天有多少台伺服器的代理數。很多質押者可以使用多個 ETH 1.0 地址,但這在很大程度上抵消了那些冗餘設置。

在撰寫本文時,有來自 16405 個獨立地址的 140592 個驗證器。顯然,這是由於交易所和 staking 質押服務造成的偏差,因此。移除它們會導致有 87,897 個驗證器被假定是在家裡質押的。作為一個健全的檢查,這意味著平均每個家庭質押者運行了 5.4 個驗證器,這對我來說似乎是一個合理的估計值。

能源要求

以太坊基金會運行一個信標節點(BN)、5.4 個驗證器客戶端(VC)以及一個以太坊 1.0 全節點需要多少能量?以我的個人設置為基礎,大約是 15 瓦。Joe Clapis(Rocket Pool 開發者)最近運行了 10 個驗證器客戶端(VC),1 個 Nimbus 信標節點(BN)以及 1 個 10Ah USB 電池組的 Geth 全節點,然後運行了 10 個小時,這意味著這個設置平均為 5 瓦。而一般的投資人不太可能運行這樣的優化設置,所以我們取 100 瓦作為參考數。

將其與之前的 87000 個驗證器相乘,就意味著家庭質押者的消耗電量約為 1.64 兆瓦。估計託管質押者所消耗的能源會更多一些,他們運行了成千上萬個具有冗餘和備份的驗證器客戶端。

為了簡化計算,我們還假設他們每 5.5 個驗證器使用 100 瓦。基於我所接觸過的基礎設施團隊,這是一個粗略的高估值。真正的答案要少 50 倍左右(如果你是一個質押託管團隊,並且每個驗證器消耗電量超過 5 瓦,我相信我可以為你提供幫助)。

因此,總的來說,採用權益證明(PoS)的以太坊網絡會消耗大約 2.62 兆瓦的電量。這不是一個國家的用電規模,也不是省,甚至城市的用電規模,而大約是一個小鎮(約 2100 個美國家庭)的用電規模。

作為參考,當前工作量證明(PoW)以太坊網絡所消耗的能量相當於一個中等國家的能源,但這實際上是維護 PoW 區塊鏈安全所必需的。顧名思義,PoW 達成共識的基礎是哪個分叉在這方面做的「工作」最多。有兩種方法可以提高「工作」完成率,一是提高挖礦設備的效率,二是同時使用更多的礦機。為了防止區塊鏈被成功攻擊,礦工必須比攻擊者更快的速度運作。由於攻擊者很可能擁有類似的硬體,礦工必須保持大量高效的硬體運行,以防攻擊者挖出它們,所有這些硬體都會消耗大量的能量。

在 PoW 共識機制下,以太幣價格與算力正相關。因此,隨著價格的上漲,在均衡狀態下,網絡消耗的電力也會隨之增加。而在 PoS 共識機制下,當以太幣價格上漲時,網絡的安全性也會提高(以太幣的價值更高),但對能源的需求保持不變。

一些比較

據數位經濟學者估計‌,以太坊礦工目前每年要消耗 44.49 太瓦時的電量,這意味著,根據上述保守估計,PoS 的效能提高了約 2000 倍,這反映了總能源使用量至少減少了 99.95 %。

如果每筆交易的能耗高於你的速度,則約為 35Wh/tx(平均約 60K gas/tx)或 TV 約 20 分鐘的耗電量。相比之下,以太坊 PoW 每筆交易使用相當於一棟房子 2.8 天的用電量,比特幣的每筆交易則消耗相當於一棟房子 38 天的用電量。

以太坊基金會

展望未來

儘管以太坊目前仍在使用 PoW 共識機制,但這種情況不會持續太久。在過去的幾周里,我們看到了第一批用於合併的測試網出現(注:The Merge 合併是以太坊從 PoW 切換到 PoS 時的名稱)。幾個工程師團隊正在加班、加點不停工作,以確保合併盡快到來,同時又不影響安全性。

擴容解決方案(例如:rollup、分片)將通過利用規模化經濟來幫助進一步減少每次交易消耗的能量。

以太坊網絡超級耗電的日子屈指可數了,我希望整個行業也都是如此。


(以上內容獲合作夥伴 火星財經 授權節錄及轉載,原文鏈接  | 出處:隔夜的粥

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