分布式账本的核心代表之一是区块链技术, 近些年来在全球各处引发了普遍关注。它的运行机制依靠大量计算节点共同工作, 这理所当然带来了能耗跟效率的讨论交流。我对于区块链可持续发展的基础认知是, 它不单单是技术优化方面的问题, 而是关联到共识机制、资源分配以及应用场景的系统性平衡, 要从底层设计一直到上层应用都思索长期可行性。

如何降低区块链的能源消耗

当下, 主流区块链大多采用工作量证明机制, 此模式要求节点开展大量哈希运算以竞争记账权, 所消耗的电力等同于一些中小国家一年的用电量。拿比特币网络来讲, 单笔交易的耗能能够达到数十万笔Visa交易耗能的总和, 其这种高能耗的特性直接对其可持续性发展形成了制约。然而, 以共识机制为切入点加以改进是最为直接的破局方向。权益证明机制, 借助使持币者质押代币这种方式来获取记账权, 以此替换算力竞争, 其能耗能够降低超过99%, 当以太坊完成合并升级之后, 能耗急剧减少, 这便是明证。

除去共识机制方面的改进, 硬件方面的优化同样不能被忽视。专用集成电路矿机虽说算力强大, 然而后续迭代能够更注重能效比提高而非仅仅追求计算速度。与此同时, 采用清洁能源给矿场供电也是可行的途径, 冰岛、加拿大魁北克等地已然出现运用地热和水电的区块链数据中心, 这样的模式既减少碳足迹又契合当地能源结构特征。经由英国剑桥大学展开的一番研究显示了这样的状况, 如果全球范围内那些从事各类运作的矿场能够把清洁能源的使用比例提升到70%这个数值, 那么区块链整体所产生的碳排放量就有希望下降, 下降幅度超过一半。

区块链长期运行面临哪些维护成本

区块链网络要持续运行, 节点运营商就得支付服务器租赁费用, 支付带宽费用, 支付电力开销等硬性成本。拿比特币来说, 当前全网算力对应的年运营成本已超过数十亿美元, 这部分成本最终会经由交易手续费或区块奖励转嫁给用户。解决这个问题的关键之一在于设计可持续的经济模型, 例如引入动态调整的交易费机制, 以此确保网络在交易量减少时也可覆盖基本运营开支。

软件层面的维护, 同样是需要成本投入的。开源代码, 需要持续更新, 以此来修复漏洞、兼容新系统, 以太坊的开发者社区, 每年会进行多次核心协议升级, 每次升级, 都需要大量工程师参与测试与部署。另外呢, 数据存储的长期可访问性,也是隐性成本, 区块链上的历史数据, 会不断膨胀, 全节点硬盘占用, 从早期的几GB增长到现在的数百GB, 这就要求节点运营者定期升级存储设备。引入状态剪枝或者分片技术, 以此来缓解数据膨胀问题的一些项目存在, 但新技术推广自身, 是需要教育成本以及兼容性测试的。