徐明星：礦機(jī)耗電量這么大，到底在計(jì)算什么？

目前制約區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展的諸多原因中，很多人認(rèn)為有一條比較關(guān)鍵，就是能源消耗大。其實(shí)，隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，參與的人數(shù)越來越多，產(chǎn)生龐大的數(shù)據(jù)，其需要的計(jì)算量也是呈指數(shù)級增長的。

前不久，美國石英網(wǎng)站發(fā)表了一篇題為《比特幣的巨量耗電問題需不需要擔(dān)心》的文章，就比特幣的耗電問題進(jìn)行探討。一項(xiàng)發(fā)表于聚焦能源材料的Cell子刊《焦耳》雜志上的最新研究認(rèn)為，在全球范圍內(nèi)，比特幣挖礦在一年內(nèi)所消耗的電量至少與愛爾蘭全國的年電力消費(fèi)量相當(dāng)，約為24太瓦時(shí)(萬億瓦時(shí))。

根據(jù)彭博社的報(bào)道，美國紐約州監(jiān)管部門最近批準(zhǔn)了一項(xiàng)面對加密貨幣挖礦行業(yè)的電力分配計(jì)劃，將允許礦工就電力合同進(jìn)行協(xié)商。就在幾個(gè)月前，紐約州政府允許周內(nèi)36個(gè)市的電力部門向加密貨幣礦工征收高于其他用戶的用電費(fèi)用。

礦機(jī)耗電量這么大，到底在計(jì)算什么?對此徐明星表示，這其實(shí)要回溯到區(qū)塊鏈的運(yùn)作本質(zhì)來看。

現(xiàn)在很多人在談?wù)搮^(qū)塊鏈，但卻不知道區(qū)塊鏈的運(yùn)作機(jī)制。徐明星表示：區(qū)塊鏈實(shí)質(zhì)上是由一個(gè)個(gè)記錄著交易信息的數(shù)據(jù)塊鏈接而成的，生成一個(gè)新區(qū)塊所需要完成的工作量證明，就是找到一個(gè)隨機(jī)數(shù)，使得將這個(gè)隨機(jī)數(shù)、上一個(gè)區(qū)塊的哈希值、這個(gè)新區(qū)塊的交易數(shù)據(jù)組成的字符串代入做哈希運(yùn)算，所得到的哈希值符合目標(biāo)難度要求。

徐明星解釋道，哈希運(yùn)算簡單來說，就是輸入任意長度的字符串作哈希運(yùn)算，會得到一個(gè)較短的固定位數(shù)的字符串，稱為這些輸入信息的哈希值，并且不同的輸入信息，哪怕是一個(gè)標(biāo)點(diǎn)的不同，都會生成截然不同的哈希值。上一個(gè)區(qū)塊的哈希值即是把上一個(gè)區(qū)塊信息代入做哈希運(yùn)算得到的唯一一個(gè)哈希值。

哈希值的表達(dá)是由0至9這10個(gè)數(shù)字以及abcdef這6個(gè)數(shù)字構(gòu)成的，也就是說每一位有16種可能。而任何輸入所生成的哈希值的表達(dá)是非常隨機(jī)不可控的。具體的難度要求則是指限定一個(gè)哈希值表達(dá)的目標(biāo)范圍——哈希值開頭連續(xù)多位數(shù)字是0。

“隨機(jī)代入數(shù)值，要實(shí)現(xiàn)開頭1個(gè)字位是0的概率是1/16，而要實(shí)現(xiàn)開頭8位都是0的概率則是1/2^ 32，也就是大約需要代入2^ 32個(gè)隨機(jī)數(shù)才能夠得到一個(gè)開頭8位都是0的哈希值。所以記賬節(jié)點(diǎn)們在耗費(fèi)大量算力計(jì)算的過程，就是代入大量隨機(jī)數(shù)進(jìn)行哈希運(yùn)算直到找到一個(gè)能夠讓其參與生成的哈希值實(shí)現(xiàn)要求數(shù)量的0作為開頭。”徐明星表示。

總的來說，比特幣作為一個(gè)里程碑式的區(qū)塊鏈數(shù)字貨幣，其源于大量的算力投入和用戶信任的巨大價(jià)值。這一點(diǎn)是毋庸置疑的。

徐明星說，計(jì)算難度的要求是根據(jù)全網(wǎng)算力的變化進(jìn)行調(diào)整的，比特幣網(wǎng)絡(luò)共識每生成2016個(gè)區(qū)塊后，全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)重新評估算力水平確定新的難度要求，而目前保證找到一個(gè)目標(biāo)隨機(jī)數(shù)的時(shí)間大約是10分鐘。

但是盡管如此，英國開放大學(xué)Alan Shipman卻表示：無須擔(dān)心，大多數(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)家都認(rèn)為，市場會調(diào)節(jié)好這一切。

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