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    能源密集型的以太坊,拜!

    合并后,以太坊使用的能源将减少至少99.95%


    CB

    Carl Beekhuizen       2021-05-21

    来源 | Etherum Foundation Blog


    在未来几个月里,以太坊将完成向权益证明 (PoS) 的过渡,这将把多年来“纸上谈兵”的无数改善变为现实。但现在信标链已经运行了几个月了,我们可以挖掘一下它的数据了。我们非常乐于探索的一个方面是新的能源使用预测,因为我们结束了需要消耗相当于一个国家所需能源的共识。

    到目前为止,还没有任何关于能源消耗 (甚至使用了哪些硬件) 的具体数据,因此下文对未来以太坊的能源消耗分析只是一个粗略估计。

    由于许多人正在运行多个验证者节点,我决定使用存款的唯一地址数作为现在有多少服务器的指标。很多质押者可能使用了多个 eth1 地址,但这很大程度上可以抵消那些有多台设备的人。

    在撰写此文时,信标链上共有 140,592 个验证者,来自 16,405 个唯一地址。很明显,这个数据被交易所和质押服务商严重歪曲了,因此把它们移除后还剩 87,897 个在家质押的验证者。由此可以推断,平均每个在家质押者运行 5.4 个验证者,这对我来说是个合理估计。


    电力要求

    power

    运行一个信标链节点 (BN)、5.4 个验证者客户端 (VC) 和一个 eth1 全节点需要多少电力?根据我自己的设置,大约是 15 瓦。Joe Clapis (一个 Rocket Pool 开发者) 最近运行 10 个 VC,一个 Nimbus的 BN 和一个 Geth 全节点,10 小时用完了一个 10Ah USB 电池组,也就是说这个设置的平均用电量是 5瓦。不太可能平均每个质押者都运行这样优化的设置,所以我们按全部 100 瓦来算。

    把这个数与前面算得的 8.7 万个验证者相乘,得出在家质押者消耗接近 1.64 兆瓦。预计托管型质押者消耗的电量是有点难的,他们用多余和备用的设备运行数以万计的验证者客户端。

    为了方便,我们假设他们每 5.5 个验证者使用 100 瓦。根据我沟通过的质押基础设施团队,这只是一个粗略的过高估计。真正的数值大约低 50 倍(如果你是一个托管型质押团队,且一个验证者消耗多于 5 瓦的话,联系我,我肯定能帮助你)。

    因此,总的来说,PoS 以太坊消耗的能源接近 2.62 兆瓦。这不是一个国家、省、甚至城市消耗能源的量级,而只是一个小镇的量级(大约 2100 个美国家庭)。

    作为参考,以太坊的工作量证明 (PoW) 共识现在消耗的能源相当于一个中型国家,但这实际上是保持 PoW 链安全的必要条件。顾名思义,工作量证明达成共识是基于哪个分叉上的工作量最大。有两个方法提高完成“工作”的速率——提高挖矿硬件的效率,以及同时使用更多的硬件。为了防止链被成功攻击,矿工必须以比攻击者更高的速率完成“工作”。因为攻击者可能有相似的硬件,所以矿工必须保持大量高效的硬件运行,以防止被攻击者超过,所有这些硬件需要消耗非常大量的电力。

    在 PoW 下,由于 ETH 的价格于哈希率是正相关的。因此,随着价格攀升,网络消耗的电能也会增加。而在 PoS 下,ETH 的价格上升时,网络的安全性也会提高 (质押的 ETH 价值升高了),但所需的能源保持不变。


    一些对比

    Digiconomist 预估 以太坊矿工现在每年消耗 44.49 太瓦时,也就是说需要持续消耗 5.13千兆瓦。这意味着 PoS 的能源效率保守估计比 PoW 高大约2000 倍,这反映在总能源使用量上至少减少 99.95%。

    如果每笔交易的能源消耗更符合你的可承担水平,那就是每笔交易消耗大约 35 Wh (平均 60K gas/小时) 或者大约开 20 分钟的电视。相反,以太坊 PoW 下每笔交易消耗的电力相当于一个家庭 2.8 天的用电开销,比特币消耗的相当于家庭38天的用电开销。

    comparison


    展望未来

    虽然以太坊目前继续使用 PoW,但不会持续很久。在过去几周,我们看到了“合并”的第一个测试网的出现,“合并”也就寓意着以太坊从 PoS 转换到 PoS 的时刻。多个工程师团队正加班加点地工作,以确保“合并”可以尽早实现,且无须牺牲安全性。

    扩容方案 (比如 rollup 和分片) 将有助于进一步利用规模经济来减少每笔交易的能源消耗。

    以太坊需要消耗大量能源的日子已经不多了,我希望这个行业的其他部分也朝这个方向发展。

    感谢 Joseph Schweitzer、Danny Ryan、Sacha Yves Saint-Leger、Dankrad Feist 和 @phil_eth 的意见。



    ECN的翻译工作旨在为中国以太坊社区传递优质资讯和学习资源,文章版权归原作者所有,转载须注明原文出处以及ethereum.cn,若需长期转载,请联系eth@ecn.co进行授权。

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