|作者：區塊律動 0x5原文作者：IEEE Peter Fairley
|原文標題：以太坊計劃削減99%荒謬的能源消耗
隨時可能搶奪比特幣光芒的以太坊
不能否認：比特幣的光芒實在太耀眼了，鮮花掌聲有之，雞蛋口水有之，似乎它儼然已經成為了「加密貨幣」的化身；而與此同時，更加年輕，也更加小巧的「老弟」以太坊卻被置於在陰影之中。
但以太坊恰恰是我們不能忽略的對象，說是「小巧」，那是大眾對它有的刻板印象，事實上它一點也不「小」，它的市值在本文發布時，已經大概接近了 150 億美金，它的成長軌跡以及其所蘊藏的能量，其實是完全可以與比特幣匹敵的
ETH 挖礦所耗費的電量，是挖比特幣所耗費電量的四分之一。據 2018 年統計數據，ETH 所耗費的電量幾乎等同於冰島整個國家全年的耗電量。確實如此，挖出一枚 ETH 所耗費的電量，已經超過了一個普通美國家庭平均一天的耗電量！
年僅 24 歲的俄裔加拿大天才電腦高手 Vitalik Buterin（18 歲的時候創造了以太坊，並被網友們親切的稱之為「V 神」），他就表示：「以太坊上的交易確實耗費了大量的電力，也造成了相當大的浪費，哪怕你現在不覺得這些碳排放和汙染算是什麽大事兒，但這確確實實存在著巨大的能源需求，那些交易者都是對能源切實的渴求者。」
於是，V 神準備在 2019 年搞一件大事出來了。他準備將自己一手造出來的產品改頭換面，將自己一手造出來的問題加以解決！
以太坊重生計劃
在今年，V 神所聯合創辦的基金會 Ethereum Foundation，聯手更加開放的致力於推動加密貨幣的開源運動，合力去推動對以太坊代碼的顛覆性改變。如果這些程式員們乾的好的話，那麽到 2019 年的年末，如果一切進展順利，那麽以太坊在新的代碼的作用下，它完成交易所耗費的電量僅是現在的 1%！
以太坊的發明人 Vitalik Buterin 希望在 2019 給所有人帶來一個不一樣的，節能省電的區塊鏈平台。
加密貨幣公司 Cosmos 的谘詢顧問 Zaki Ma年n 對外表示：「以太坊的重生計劃，將是本年最具看點，最具期待的技術創新！」他強調：「以太坊的這次蛻變，必須要求大量程式員，大量組織機構，共同在一個開放的環境中通力協作，打造出無縫銜接的完美代碼。而這也是有史以來開源社群所作出的最具野心和想象力的項目！」
跟比特幣類似，以太坊也是要基於區塊鏈技術這樣一個專門的數字交易工具，維護者是用戶自發組建起來的社群。但跟比特幣不同的是，發明者 V 神想要做的事情更多，更巨集大，他不僅僅是想要開發一個去中心化的交易工具，他的願景是讓以太坊成為一個真正意義的「全球電腦」，完全去中心化，面向所有人開放，真正意義上免去了欺詐、審查以及宕機可能。
以太坊的自身技術優勢及目前的瓶頸
以太坊何以擁有如此驚人的未來呢？那是因為它在存儲數據，決策形成機制，以及對價值的自動化派發等方面，極具自己的特色。它通過「智能合約」來管理這些任務，而「智能合約」是由用戶或者某些程式員，使用以太坊上特定的代碼語言 Solidity 編寫出來的。
「智能合約」本來是針對的商業化應用，但是從這些應用中走出來的協定，將會讓以太坊最終成為一個終極的雲計算平台。
儘管這樣的願景聽上去非常的巨集偉壯大，但是它與以太坊現在的現實情況相違背抵觸。現在在以太坊上有數以幾千萬美金的應用在不斷運行，哪怕是 Buterin 本人都表示，他懷疑現在以太坊所消耗的資源是在太大了，以至於遠遠超過了它所實現的社會效益。
問題的症結落在「挖礦」上。跟絕大多數的加密貨幣一樣，以太坊是依賴於某種計算型競爭活動（被稱之為 POW 工作量證明）。在 POW 中，所有的參與者都爭相去解決加密交易上的算法問題，並將這些交易添加到區塊鏈全球化的分布式账簿上。這是一個「贏家通吃」的競賽遊戲，獲勝者就會拿到剛剛「挖出」來的加密貨幣。所以，如果你所擁有的算力越是強大，那麽你就越是有能力，越是擁有更高概率來獲取到這些報酬。
PoW 的挖礦機制從設計上來說是非常複雜的，其目的就是為了防止任何人通過某種途徑來控制這個區塊鏈。就比如說，如果一個比特幣礦主的電腦系統所具備的算力已經超過了整個網絡上所有挖礦算力的一半兒，那麽這個礦主就可以實現一些欺詐行為，比如修改一些已經完成的交易記錄。比特幣的用戶也因為這些礦主完全的匿名性，喪失掉自己的追索權利。
從理論上來說，PoW 保證了挖礦是一個分布式行為。但事實上的情況卻截然相反。「專用集成電路」（ASIC）的不斷發展，不斷推動著挖礦，而來自中國的一小撮專門開發特製芯片的公司和個人，正在多個加密貨幣領域，不斷地將算力集中在他們的手中。
以太坊選擇跟這樣的趨勢做堅決的鬥爭，它選擇反擊的方式是：為了挖出 ETH 而選擇一種記憶體密集型的 PoW 算法，這種算法會懲罰那些使用了礦機的礦工們，有效的避免了算力趨於集中的趨勢。但是它也有另外的一個弊端，它沒能阻止的是ETH 挖礦專用計算資源的爆炸式增長。
光是在 2017 年，專門指向挖 ETH 的計算資源增長了超過 25 倍，而代幣的價格有從 8 美金暴漲到了 862 美金。礦機公司專門設立礦場，裡面裝滿了很適合挖 ETH 的 GPU 礦機。
這最後帶來的就是對電力需求的暴漲，進一步引致了環保主義者的抗議。公用事業部門，還有一些本地的社群團體，看到加密貨幣挖礦者佔用著廉價的電力資源，卻幾乎不給當地帶來任何的勞動就業崗位，他們也非常的不滿。還有一些礦工要求電力部門更新一些電力設備，但是一旦加密貨幣的價格崩盤，挖礦行為中止，那些更新的設施配件都會瞬間成為擺設，造成極大的浪費。
最近市場上的一些動蕩更是加劇了這樣的擔心。去年 1 月份的 ETH 價格是 1385 美金，然後就開始了漫漫無期的下跌熊途。在 11 月份它已經崩到了 120 美金之下，這個價格足以抹去了礦工的所有利潤，使得其中一部分礦工不得已放慢挖礦進度，甚至是直接關機休息。
根據某專業的區塊鏈經濟學網站 Digiconomist 的預測，以太坊礦工很有可能在不到 20 天內，將自己的電力消費砍掉超過一半的幅度。
難怪現在一些公用電力設施部門，還正在給礦工抬升電費價格。再加上一些管理部門頒布的限制型條例，這一切都嚴重影響著基於 PoW 的加密貨幣的安全穩定性。在算力接口門檻上的不斷上升，途徑的收窄，以及電力成本的不斷抬升，讓很多原本摩拳擦掌的新礦工望而卻步。這又進一步加劇了挖礦算力的集中化趨勢。而一旦中心化的趨勢抬頭，那麽作弊以及欺詐的可能性也就大幅抬升。
以太坊的貢獻者之一，同樣也是澳大利亞數字安全及區塊鏈開發公司 Sigma Prime 的聯合創始人 Paul Hauner 就表示：「對於 V 神來說，大幅削減電力耗費從創辦以太坊之初開始，就一直都是他願景中的一部分內容。現在在以太坊社群中已經達成了普遍的共識，大家都認為 PoW 耗費了太多的電力。對於我來說，如何解決這個問題已經成為了當務之急！」
以太坊的重生計劃中，是要將 PoW（工作量證明）替換成為 PoS（權益證明）。這是一種與 PoW 齊名的共識機制，第一次出現在是 2012 年 Peercoin 發布上。這一次，它不再是依靠幾百萬個處理器同一時間去處理同一筆交易，PoS 則是隨機從它們中間挑選出來一個來執行任務。
在 PoS 當中，參與者的稱呼也變了，他們不再是礦工，而是成為了驗證者（validator）。為了保證他們行為操守端正的核心秘密在於：在 PoS 中，要成為一個驗證者，你必須要持有一定的代幣作為某種擔保品，當然你抵押的價值相比佔比越高，你所能獲得的回報也就越高；相反，如果你被抓到了你在作弊，那麽你也會損失的更為慘重。
PoS，以太坊重生的必經之路！
而轉移到 PoS 之後，電力耗費的問題就得到了很好的解決。
根據 Buterin 所言：「是 PoW 的工作機制本身消耗大量的電力，區塊鏈本身的交易是不會佔用太多計算資源的。它只不過是驗證一下數字簽名，又不是要搞那種高精尖的 3D 矩陣圖紙，又或者是處理海量數據所要實現的機器學習。所以在技術上，它是能做到大幅度節能省電的。」
以太坊追求節能省電，不僅僅是一次環保之舉，而且它也會帶來直接的經濟效益。為了鼓勵驗證者進場，以太坊必須為了發行新的 ETH 而付出一定的費用，這個發行成本會進一步攤薄 ETH 的真正價值。而現在一旦實現了節能省電，這樣個挖礦成本就降下來了，ETH 的價值得到了穩固甚至提升。
向 PoS 遷徙還同樣帶來了安全性的提升。在 PoS 下，每一個驗證者的账戶地址都是已知的，並且如果如果驗證者破壞規則的話，账戶都是可以被摧毀的。打個比方，這就有點兒像是比特幣社群的地位大大提升，有權力將那些濫用規則的礦工的數據中心一把火燒掉一樣。
在 2015 年的年末，PoS 的優勢已經使得以太坊社群開始了這樣的轉變。那個時候，其長官者 Buterin 在接下來的一兩年內就在考慮如何著手推動這樣的轉變。為了使得自己的訴求明晰化，以太坊的核心程式員重新對 PoW 代碼進行了編寫，作為對現實情況的模擬推演，它在挖礦上面的困難性會呈指數性的上升。到了 2016 年的年尾，新的交易區塊的產生速度就會放緩下來。而預計在接下來的幾年時間，這個模型就會讓挖礦進程完全停滯不前。
這看上去簡直就是一個「定時炸彈」，同樣也是一個隨時會響起來的起床鬧鈴。在 2017 年的 10 月，當出塊時間翻倍到了 30 秒的時候，以太坊團隊重置了這個「鬧鈴」，將 PoW 的「末日」往後推了 12 個月，到了那個時候，他們說不定還會繼續延遲最終審判日的到來。
並不是光是以太坊團隊的人不願醒來，根據 V 神的說法，以太坊上的程式員已經把與 PoS 有關的絕大多數技術性難題都攻克下來了，但是從理論研究轉為落地實踐，開發出有效的軟體，其進展速度遠比之前預計的要慢很多。
而 2019 年，之所以給人帶來希望的原因是：2018 年 6 月份，以太坊的長官者們集體決定采取一個更加激進的全新方案。在此之前，他們都是想著把 PoS 嵌入到已有的以太坊平台中。在 6 月的時候，他們決定自此做一次一刀兩斷的切割，一個完全基於 PoS 運行的全新的區塊鏈！此鏈也被稱之以太坊 2.0！
就在這個決定作出之後的幾個月後，PoS 的技術規範草案就已經作出，超過 12 個團隊都開始使用各式各樣的語言，來開始對軟體實施開發。Sigma Prime 公司的 Hauner 團隊目前開發的就是使用 Rust 語言所寫的以太坊 2.0 客戶端。他預計這個應用以及其他一系列運行在 PoS 上的測試版網絡應用，將在 2019 年的年初問世。而 V 神表示面向公眾的測試版將在 2019 年的年末跟大家見面，但他也表示了：也不是說絕對的噢。在開發過程中也有可能出現一些我們未知的困難，說不定將工作回滾到之前的某個節點也說不定……
當然，作為一個價值幾十億的區塊鏈平台，以太坊輸不起。新版本上任何的不穩定，不安全都會引來極大的負面影響。要知道，要在以太坊的這個 PoS 鏈上玩兒，ETH 的持有者必須同將一個智能合約配置在原有的以太鏈上，然後這個智能合約會不可逆轉地將 ETH 轉移到新鏈上。其中出現任何的閃失，都會危害到整個生態系統。
但是，如果以太坊繼續拖下去，它同樣也輸不起了。它後面跟著一大批資本彈藥打的很足的項目：Cardano、Dfinity、EOS 還有 Ma年n 的 Cosmos 項目。它們都在打磨屬於它們自己的 PoS 區塊鏈。它們跟以太坊一樣，都要試圖向世人們證明：高安全性和高效性是本可以做到不相互衝突的。
無疑，誰先做出來，就會代表著未來計算平台，而其他那些沒有搶得領先身位的人，將會被大家逐漸遺忘。
Ma年n 說道：「這個環境從本質上來說就是帶有優勝劣汰的進化論屬性，到最後，只有一個能活。」
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