为什么说比特币挖矿应被立刻淘汰？

互联网搜索、大型软件公司、宣言、技术杂志、博客、行业分析师等，所有这些似乎都在区块链狂潮中。

区块链如何工作？

首先，让我们看一下区块链的工作方式。 你可以阅读中本聪的原始论文，里面对区块链进行了介绍。这里是关于区块链的简短概括。

“比特币（Bitcoin）让区块链一举成名， 它不是唯一的区块链应用程序，而是其它应用程序的模型。比特币是目前为止最大的区块链应用。” 因此很多时候，区块链被误认为是比特币，或者比特币就是全部的区块链。如果没有特殊说明，显然有失公允。

区块链结合了两种成熟的技术：链和哈希(chain and hash)。

简单链的结构

链的结构已在数据管理软件中使用了至少50年。 这里显示的简单链条不是“区块链”（blockchain），它只是一个区块组成的链。

每个块都通过指针值链接到前一个块，而指针值要和前一个块的区块ID匹配。 如果要更改这种简单结构的链，我们只需添加新块并调整指针值就可以了。

但是，区块链不想做简单链，它希望使链“不可变”，也就是常说的“不可篡改”。一旦将块添加到链中，就不能更改数据。因此，更改链的成本变得非常昂贵。

哈希

哈希(Hash)又称为“散列”,是一种非常古老的计算机软件概念，至少可以追溯到1953年。

哈希值是什么？通过哈希函数（通常不只一种）将数据转换成新的字段、块甚至整个文件，最后得到的一系列字节而计算得出的值，就是哈希值。哈希值通常是一组数字。 使用特定的哈希函数，相同的输入始终得到相同的输出结构。

举一个简单的例子：

我们可以取每个字符的UTF-8值，再将它们全部加起来，将结果除以256，然后取余数作为哈希值。如下面几个不同的字符串中得到的不同哈希值：

该哈希函数非常简单，只能生成256个值，因此确实会发生一些冲突，如该表中的最后两行所示的哈希值就冲突了。

在区块链Blockchain中，比特币为首的网络使用了SHA-256函数，在这种情况下，“256”是指哈希中的位数，因此我们可以得到2256或1077个可能的值，并且发生碰撞的可能性非常小。需要注意的是，很多区块链网络为了提高安全性，已经不再单纯使用SHA-256函数了，而是使用其它更复杂更安全的哈希函数。

区块链

现在，我们可以将简单链和哈希结合起来以创建区块链。

简单链 + 哈希 = 区块链

该示例已经简化，但还是能描述区块链“不可篡改”的主要特性。

第一步，我们将一个区块ID名为“A”的区块设为“创世区块”，也就是第一个区块。 我们对块内容进行SHA-256哈希处理：

‘Block ID|A|Transaction|001|Transaction|002|Transaction|003|Pointer||’

经过SHA-256哈希函数计算后得出哈希值：

dfdba2bdb97e68127d8175ea200be502c192f94cd251e5a5024aed96fb72874e

第二步，现在，我们将这个哈希值作创世区块的标识符，再使用区块的哈希作为下一个块（区块ID为“ Q”）的指针。

因此，现在我们创造了一个区块ID为“Q”区块，其中包含指向创世纪区块的指针：

‘Block ID | Q | Transaction | 004 |Transaction | 005 | Pointer

|dfdba2bdb97e68127d8175ea200be502c192f94cd251e5a5024aed96fb72874e |’

再得出SHA-256函数计算后哈希值：

3c4374099d09d10d36545c5bf10db1eb2dbe36b936312b95ce9803c923d82c60

第三步，我们将区块ID为“ Q”的哈希值用作区块ID为“ R”的指针，并在块“ R”的区块哈希值中包含指向块“ Q”的指针。 简单来说就是，你中有我，我中有你。我们采用这种方式继续将新的数据写上链：

最后就形成了区块链。

假如我们仅更改区块 “ Q”中的数据的一个字节，则必须更改区块“ Q”的哈希值才能使该区块有效。也就是，更改区块链数据，就需要更改区块哈希。

现在，假如更改成功，区块 “ Q”就具有不同的区块哈希值了。 因此，要使区块“R”有效，我们必须更改区块“R”的指针，使其指向我们新版本的区块“ Q”。 接着，我们必须为区块 “R”计算一个新的区块哈希值，这意味着我们必须更改区块“ Z”中的指针。依此类推，直到链结束。

因此，你可以更改/篡改区块链，但如果要这样做，则必须更改被修改区块之后的每个区块，并且其成本与一开始创建所有区块的成本一样。

这样更改区块的成本非常昂贵的，但是由于区块链的一个重要卖点是它是不可篡改的，因此还有其它一些特性使其更难更改。 其中包括“POW工作量证明”和用于验证区块链的“p2p对等网络”。

Proof of Work (PoW) 即“工作量证明”，是对添加的每个块进行的任意计算。计算才能产生区块哈希值，新区块才能添加进链。实际计算时，计算远远比文中的例子更复杂。 实际上，需要数千次哈希计算才能生成区块哈希。 比特币在“工作量证明”中增加了其它复杂性，因此计算区块哈希非常昂贵。 成功执行此操作的第一个对等节点peer将创建该区块并获得奖励，也就是获得比特币作为奖励。这一计算哈希创建区块的过程又称之为“挖矿”。由于比特币在交易所等场所可以交易，目前价格约为1万美元，因此许多人对比特币挖矿趋之若鹜。

大公司的区块链宣言

许多大公司已经开始了区块链的宣言，其中大多数属于营销宣传，例如：

bitcoin.org - “通过其许多独特的特性，比特币可以实现激动人心的用途，而以前的任何支付系统都无法提供这种用途。”

IBM公司 - “从无障碍的供应链到我们可以信赖的食品，了解行业如何通过IBM区块链彻底改变业务。让我们把工作变得更加聪明吧。”

微软 - “使用Azure区块链服务创建更智能、更高效的供应链，减少欺诈，更快地验证交易并创建突破性的新业务模型。”

SAP - “通过区块链技术，在网络驱动的世界中提高信任度和效率。”

甲骨文 - “Oracle区块链平台可安全地扩展您的业务流程和应用程序，同时使您能够更快地处理业务交易。”

联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯 - “为了使联合国在数字时代更好地履行职责，我们需要采用诸如区块链之类的技术，以帮助加速实现可持续发展目标。”

这些关于区块链的陈述有许多违反真理的行为，还有一些有待验证的声明：

-?不可变的账本（“防篡改”）

-??交易费用低

-? 密码算法证明

-? 全球支付

-??快速的点对点交易

-??启用“智能合约”

但是，在我们具体研究这些主张之前，我们必须考虑区块链的“终结者”——它对环境造成的巨大破坏。

可持续发展

我们正处于气候变化的紧急状态中。 比特币挖矿产生的浪费相当于奥地利一个国家使用的电量，这无疑是对我们星球的犯罪。

图：比特币产生能耗，数据来自Digiconomist

这些数字仅适用于比特币，不过大多数其它加密货币都以相同的方式工作。

以太坊（Ethereum）是第二大加密货币，尽管它比比特币小得多，但它仍然具有很大的破坏性，消耗的电量与国家卢森堡相同。

创建新区块（“矿工”）的组织所基于的是大量廉价的电力供应。 对于大多数矿工而言，中国的电价便宜，大量的矿场蜂拥而至，并且大多数矿场使用对环境不利的方法来挖矿：煤炭。

区块链“矿工”彼此之间进行着大规模的国际军备竞赛。 那些能够部署最多计算能力的人可以在区块链中添加最多的区块，并获得最多的比特币。

比特币的支持者说，完成这项工作的机器将变得更加高效。 但是，如果它们的效率提高一倍，则能源消耗也随之增加。 他们还说，区块链的数量和规模将急剧增加。如果该技术被广泛使用，那么比特币和区块链通常会成为气候变化灾难的重要因素，因为它们消耗大量电能，对环境百害无一利。

这足以将区块链放入技术垃圾箱，这使联合国秘书长的声明非常成问题，因为他应该更了解。

并没有想象中的美好

我们无法想象任何软件系统的优势是建立在破坏环境的基础之上，但是那些宣称的区块链所谓的优势是否真的如此。

优势1：不可变账本

不可变分布式账本有两个问题：

-?不是真的不可变的。

-?它不能解决欺诈问题。

目前维护区块链网络稳定的原因是有许多独立的匿名对等节点，这些节点在共同阻止区块链遭到破坏。 你可以在比特币区块链浏览器上观看新区块链添加的变化情况。 然而，你不必花很长时间去查看甚至研究，因为你很快就能看到大多数区块是由“矿池”提交的。

矿池占比饼图显示了挖矿矿池提交的大部分区块情况，而这些资金主要集中在中国，其对商业的影响力比其它大多数国家都强。 这种大量资金控制了矿池的局面，矿池垄断了大部分的算力，对于比特币网络来说是违背初衷，独立的对等点的分布式畅想已经被颠覆，因此区块链现在容易受到被控制矿工的攻击。

对于欺诈，现实生活中的数量不少。 不过，“不可篡改”并不能防止欺诈行为。 大多数欺诈行为发生在现实世界中的计算机系统之外。 如果区块链如实记录欺诈交易，则该交易仍是欺诈行为。 “不变账本”是一种昙花一现的技术方法，它假定修复计算机系统将解决现实世界中的问题。它做不到。

优势2：交易费用低

当你提交将交易添加到区块链的请求时，需要交易费用（这和信用卡手续费如出一辙）。 然后，矿工选择费用最高的交易添加到下一个区块。你支付的越多，你越早将交易提交到区块中。因此，交易费用实际变化很大，如果你急忙的话，交易费用可能会很高。

但是与区块奖励相比，交易费用微不足道，这表明了区块链交易的实际成本。 整笔奖励目前约为100,000英镑。2020年5月左右的某个时候，比特币的区块奖励将减半——这是比特币/区块链设计的一部分，奖励在特定周期后减半。并且之前比特币减半已经发生过两次， 但比特币的价值每次减半后都增加（不过推动价格增加的因素并非只有减半影响）。我们不知道这对挖矿行业的经济会产生什么影响，但是比特币想要减少交易费用似乎不太可能。

优势3：密码算法证明

哈希算法被用于密码学，用于提供对数据区块内容的检查以及作为一种索引类型，并且只需在分布式数据库中提供唯一键。 不过区块链是未加密的。 “加密”一词（带或不带后缀）似乎仅是听起来是很酷的高科技，而实际上该技术不是很先进，当然也不是很酷。

优势4：全球支付

比特币可以做到这一点。 许多其它支付系统也可以。 比特币的交易费用可能会也可能不会变得更低，但无论如何变化，比特币的环境破坏成本要比它高出几个数量级。

优势5：快速的点对点交易

关于点对点的宣传或者声明是不正确的。 当你使用比特币进行交易时，你会与矿工打交道，他们可以任意接受或忽略你的交易。 你还可能通过某些App来处理区块链事务。

显然，仍然有一个“中间人”，只是你不知道它是谁。

至于“快速交易”，假设你支付了足够大的交易费才能进入下一个区块，则平均需要大约10分钟才能完成交易。10分钟是比特币的典型事件，但典型的国际信用卡付款在不到一秒钟的时间内完成。 10分钟如何算作“快速”？

优势6：启用“智能合约”

目前似乎没有太多证据表明智能合约改变了技术发展。 而且没有理由不能用其它技术来实现这些东西。比如，我可以使用银行帐户和信用卡进行各种自动付款。 “智能合约”似乎更具市场虚假性，当然它也并非仅由区块链实现的。在区块链之前，智能合约就已经出现了。区块链只是借用到了智能合约的概念。

区块链不是万灵药

区块链不是万灵药。大公司可以从区块链咨询中赚钱，但是如果可以，他们会建议客户避免使用区块链。因为它们并不依靠区块链来创造营收，更多地是告诉大家：我正在准备。

并不存在“让支付激动人心”，尽管使用比特币/区块链更容易，但其它支付系统仍然可以进行洗钱。这实际上是区块链的优势吗？

在高度波动的货币上赌博是维持区块链并导致持续破坏环境的原因。这似乎是意料之外的结果，但这就是现在正在发生的事情。

大多数使用原始的工作量证明的区块链来实施是气候变化的灾难，应当停止使用。

-? 避免使用任何基于工作量证明的加密货币。

-? 拒绝支持接受比特币捐赠的慈善机构，而是将这些捐赠移交给更具责任感的慈善机构。

-?不要购买或委托基于工作量证明的相关系统。

-?不要说：“利用区块链的力量”或其它类似的营销废话，请说：“区块链到底有何帮助？”。

改变现有的形态

淘汰比特币已经成为无法阻挡的趋势，除开山寨比特币的网络，咸有人再追随工作量证明这种直接有效但问题严重的共识设计，转而是新的共识机制——复制证明，它是存储网络普遍采用的新共识设计。复制证明并非取代工作量证明，它的目标是数据存储和经济激励，挖矿也转向存储挖矿，摒弃单纯的计算。

运用复制证明的区块链网络以Filecoin为代表，它让你可以用硬盘托管他人的文件来赚钱。你不用知道对方是谁，只要你有足够的硬盘存储空间，保持数据安全存储，自然会获得加密货币作为奖励。

虽然这在挖矿市场中被称作存储挖矿，但实际上它和比特币挖矿已经是天差地别。表面上，存储挖矿是存储数据来获得加密货币，而从实际来看，用户在托管数据，获得托管费，形成一个数据存储市场。

Filecoin是一个去中心化的分布式存储网络，它之所以被认为是下一个创新系统，在于它使用了星际文件系统（IPFS）这一新的协议。IPFS是一个旨在创建高效互联网的文件协议，其特征是内容寻址和点对点传输。

在使用IPFS技术的应用中，都或多或少带有分布式存储的色彩。

一个显著的例子是IPSE星际搜索引擎，和 Filecoin一样采用了IPFS。大量的哈希文件以哈希地址的形式存在，通过IPSE进行检索和访问。用户可以将数据经过IPSE存储到IPFS获得激励。在Filecoin网络实际大规模部署之后，这种检索和访问需求将更加紧迫。

分布式存储的核心是数据的存储和访问，将避免比特币一样的无端计算耗费电能，这对于自然环境来讲具有积极的意义。

-? 分布式协议

-? 存储挖矿

-? 数据激励

-? 可持续发展

改变现有的区块链形态，淘汰落后的挖矿模式，用户的使用成本将会更低，使环境减少破坏。分布式也让新的区块链网络与以往不同，有助于让市场在区块链浪潮过后回归理性。

参考资料：

BCS《Blockchain: the facts and the fiction》

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编译者/作者：星际财经

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