比特币PoW机制正在变得越来越高效，并不会浪费大量能源.doc

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1、比特币PoW机制正在变得越来越高效，并不会浪费大量能源　　在过去的几年里，有许多关于比特币工作量证明（PoW）机制正在浪费大量能源的说法，但这其实这只是大众对PoW机制的一种刻板印象或者误解。我将把本文分成四个部分，并从一个过于经常用于证明“PoW机制正变得越来越低效”的指标中提出质疑，来反驳这个正变得越来越主流的观点。　　在第一部分中，我们首先会讨论PoW机制在比特币协议中的主要功能。接着我们会将PoW机制的两个重要属性通过数学公式的形式表现出来，以此得出单位成本和平均成本这两个新指标。而这两个指标将帮助我们得到比特币PoW机制的效率随时间推移的发展轨迹。　　比特币PoW机制

2、正在变得越来越高效，并不会浪费大量能源　　在过去的几年里，有许多关于比特币工作量证明（PoW）机制正在浪费大量能源的说法，但这其实这只是大众对PoW机制的一种刻板印象或者误解。我将把本文分成四个部分，并从一个过于经常用于证明“PoW机制正变得越来越低效”的指标中提出质疑，来反驳这个正变得越来越主流的观点。　　在第一部分中，我们首先会讨论PoW机制在比特币协议中的主要功能。接着我们会将PoW机制的两个重要属性通过数学公式的形式表现出来，以此得出单位成本和平均成本这两个新指标。而这两个指标将帮助我们得到比特币PoW机制的效率随时间推移的发展轨迹。　　　　“定理一：每个UTXO在不受

3、任何外力的时候，总保持其原有的状态”——牛顿定理2.0　　序言：加密货币末日即将来临　　几个月前，大部分媒体都报道了加密货币末日即将来临的消息，比如比特币PoW机制太糟糕了，它会在2020年摧毁世界等等…　　　　通过进一步阅读这些文章，你们会发现它们大部分是基于AlexDeVries给出的分析结论。AlexDeVries是就职于荷兰普华永道的金融经济学家和区块链专家，同时也是Digiconomist网站的作者。　　关于DeVries的研究，我的问题并不在于其估计的电力消耗正确与否，而是其反复使用特定指标：每笔交易的用电量。当然，这个指标可能对那些反对比特币POW机制的人来说是个

4、天才的想法，但这个指标显示出的数据看上去很不合理，以至于我们都无法做进一步分析。出现这个问题的原因是这个指标从根本上就是错误的，理由有如下三点。　　首先，它混淆了支付数量和交易数量这两个概念。当然，这点并没有从根本上改变实际数据，我们暂且将它忽略不计。其次，公布的数据基本没有说明用电量和交易量并没有相关性；换句话说就是它不认为用电量是跟交易量的固定成本挂钩的（而非可变成本）。借助支付渠道或闪电网络这样的技术解决方案，显然这个指标的价值已经不高。这也反应了两点：这些指标很容易被滥用，以及它并没有向我们展示比特币PoW机制的效率变动情况。最后，这些指标造成了人们对比特币PoW机制用

5、途的片面理解，它在“区块链，而不是比特币”的狂热时期获得了巨大的吸引力，这并不奇怪，但我们应该尽最大的努力促进大家的理性思考而不是无休止的情绪化的争吵。　　所以，到这一步，我们正面临一个显而易见的问题。。.。。.　　比特币PoW机制的功能是什么？　　“金矿采掘”理论　　第一种理论认为PoW算法的主要功能是新的比特币的发行。这个理论很性感，因为它符合我们经常用于解释PoW机制的金矿采掘比喻的说法。　　当然我也赞同这一种理论，它抓住了比特币协议的一个重要方面，但我不打算将发行新的比特币作为PoW算法的主要功能。因为尽管比特币预计会在2140年左右停止发行，但关于比特币的挖矿并不会在

6、同一天停止。这表明PoW机制在比特币中扮演着另一个重要角色。　　“第四章节”理论　　第二种理论认为，比特币的创造者在10年前就给出了这个问题的答案，就在比特币白皮书的第四章节中就有具体的描述。　　　　第四章节　　我将用下面的这句话来总结这个理论　　比特币PoW机制的主要功能是保护比特币的经济史（记录交易且不受篡改）。　　这个理论没有什么不好，但目前的形式，这种理论并不是很实用，而数学模型会好用得多。不过这也提出了一个新问题：如何将“经济史的安全性”表达为数学方程式？　　数字化的万有引力　　根据上文的定义，我们下面的模型应该体现以下两个方面：　　系统已确认的经济价值（理想情况下，

7、它应该能够原子性地或总体地做到这一点）；　　为这些经济价值提供安全性（或至少是一个良好的代理指标）　　比特币协议中并不存在现实的“货币”，我们的模型将使用“未花费的交易输出”（UTXO）的概念作为价值的基础载体。然后，通过汇总给定的时刻中存在的所有UTXO（UTXO集）的经济值，我们可以轻松表达系统已确认的经济总值。　　现在我们需要表达安全性。显然，PoW机制将在这里发挥重要作用，所以回顾它的两个属性对我们很重要。　　工作量证明（PoW）是全球性的且可累积的在某种意义上说，PoW机制类似于万