如何解决比特币的能源消耗问题

哥伦比亚大学和巴黎南方大学的研究人员表示，光子芯片可以使比特币挖掘的能源效率提高至少10倍。

似乎每次有人同时提到“比特币”和“能源消耗”这两个术语时，就会有人说这个网络对环境造成了巨大影响，有人则说这些担忧被夸大了。

毋庸置疑的是，在能源成本较低的地方，矿工可以赚更多的钱。哥伦比亚大学和巴黎南方大学两周前发表的白皮书研究人员认为，修改工作证明，以鼓励在采矿硬件中使用光子芯片，可以将能耗降低到目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和巴黎南方大学博士后研究员Bogdan Penkovsky合著了《工作的光学证明》一书。Dubrovsky与人共同创立了PoWx，该公司正在开发硬件和软件，以改变工作证明的权力斗争。

Dubrovsky告诉Decrypt，“我们认为，在世界各地的大城市里，对采矿的需求很大，许多人都想在家里操作一台或多台机器。目前，没有廉价的电力，这是不可能的。”

相反，世界上大部分的比特币开采都是在欧亚国家进行的。中国矿业公司控制着比特币的大部分哈希能力，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境内的分裂国家输送廉价能源，以实现加密采矿，同时调整地缘政治秩序。

从工作证明（PoW）转换到股权证明（PoS）网络解决了能源问题，因为计算机将不再被要求以尽可能快的速度猜测哈希值的答案。但相关证据也带来了挑战。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集中化。这就是为什么Dubrovsky和他的同事一直在研究光子集成电路，它可以用来显着降低能量消耗。

要点是：为了保证一个战俘网络的安全，矿工们需要面对一些经济成本，但不一定是电费。通过部署一种新的算法——光学工作证明（oPoW）——区块链系统可以以硬件资本支出（CAPEX）的形式强加经济成本，并减少能源消耗。正如Dubrovsky告诉Decrypt，“如果能源占你总预算的5%，就没有理由在蒙古建立一个每千瓦时电费0.04美元的矿井。”

工作的光学证明将改变功率算法，使其与硅光子芯片的最佳工作，从而产生一种新型的矿工。作者表示，这与“以前试图修改PoW算法以支持特定的硬件范例”（如ProgPoW）不同，因为这不是关于抗ASIC的。相反，光子芯片可以把ASIC变成运营成本更低的超级ASIC。

《麻省理工学院技术评论》（MIT Technology Review）最近刊登了一篇名为“光子芯片能拯救比特币吗？”的文章。首先，光子芯片在理论上更有效率，但还没有得到明确的证明。

Dubrovsky承认，这在一定程度上是正确的。但研究人员对此抱有希望，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。“在哪些情况下，他们将能够击败电子设备，这还有待观察。oPoW是一个很好的沙盒应用程序，因为我们特别针对该技术的优缺点构建了算法。”

第二，作者没有预测实际的节能效果。为此，Dubrovsky说，人们将不得不等待他们出版的“即将出版的会议论文”，该论文以“更详细的模型”为特色。然而，研究人员表示，他们预计“成熟的oPoW网络在能源上的花费会减少10-100倍。”

最后，他们没有说明算法将如何改变现有的功率成本差异，这仍然很重要，因为硬件成本对每个人来说大致相同，但功率成本不同。

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：“如果采矿成本中的主要决定因素是资本支出，能源是次要项目（与当前情况相反），那么资本成本和经营风险等问题就变得非常重要。法治、稳定和低利率的国家将吸引大型矿业公司。”

换句话说，这对中国和俄罗斯不适用。