以太坊基金會：ETH將在未來幾個月轉向PoS 能源消耗至少減少99.95%_以太坊:Equilibria

注：原文由CarlBeekhuizen發表在以太坊基金會官網。

長話短說：以太坊在合并完成后的能源消耗至少能減少99.95%。

以太坊將在接下里的幾個月完成向權益證明共識機制的過渡，這帶來了無數種已被理論化的改進。但既然信標鏈已經運行了幾個月的時間，我們實際上就可以深入研究具體的數字了。我們很高興探索的一個領域涉及新的能源使用估算，因為我們將結束在共識上花費一個國家所耗能源價值的過程。

截至目前，還沒有任何關于能源消耗的具體統計數據，因此下面是對以太坊未來能源消耗的粗略估算。

Darwinia PC2在Rococo-V1中成功中繼以太坊Ropsten網絡區塊頭:據官方消息，Darwinia PC2在Rococo-V1中成功中繼以太坊Ropsten網絡區塊頭，標志著以太坊和波卡生態實現了通過達爾文網絡，波卡生態橋中心，實現了連通的第一步。Rococo-V1中首筆異構鏈間跨鏈轉賬在Darwinia PC2上完成，波卡的測試網Rococo和以太坊測試網Ropsten網絡實現了跨鏈轉賬，標志著波卡主網未來將可以通過達爾文實現與以太坊完成異構鏈跨鏈轉賬。[2021/4/1 19:35:31]

由于很多人都在運行多個驗證器，因此我決定使用可存款的獨立地址的數量，來作為今天有多少臺服務器的代理數。很多質押者可以使用多個ETH1.0地址，但這在很大程度上抵消了那些冗余設置。

歷史上的今天丨蘇黎世聯邦理工學院開發以太坊智能合約掃描儀:2019年7月14日，游說公司Blockchain Association的Kristin Smith透露稱，美國國會對Libra的聽證會可能將會集中在Libra具體定義和監管、如何應對系統性風險及隱私安全問題。美國國會工作人員正考慮檢查Libra是否符合證券、股票衍生品或ETF的定義，以及Libra如何獲得保障，如何防止和應對其帶來的經濟系統性風險問題。同時Libra總部定為瑞士日內瓦，也會讓監管人員擔心這會限制美國對該項目的監管。Libra所帶來的隱私問題也是大多數立法者的擔憂。

2018年7月14日，蘇黎世聯邦理工學院的研究人員開發了一個以太坊智能合約掃描儀，用以檢查智能合約是否存在漏洞、bug、或是其他潛在問題。這些研究人員包括Petar Tsankov博士，Hubert Ritzdorf博士，Martin Vechev教授和Arthur Gervais博士，他們都在系統安全方面擁有豐富的行業和學術經驗，并且努力改進區塊鏈智能合約。[2020/7/14]

在撰寫本文時，有來自16405個獨立地址的140592個驗證器。顯然，這是由于交易所和staking質押服務造成的偏差，因此移除它們會導致有87,897個驗證器被假定是在家里質押的。作為一個健全的檢查，這意味著平均每個家庭質押者運行了5.4個驗證器，這對我來說似乎是一個合理的估計值。

以太坊未確認交易為84380筆:金色財經消息，據OKLink數據顯示，以太坊未確認交易84380筆，當前全網算力為176.44TH/s，全網難度為2.37p，當前持幣地址為43,491,842個，同比增加153130個，24h鏈上交易量為1,401,807.89ETH，當前平均出平均出塊時間為13s。[2020/7/5]

能源要求

運行一個信標節點、5.4個驗證器客戶端以及一個以太坊1.0全節點需要多少能量？以我的個人設置為基礎，大約是15瓦。JoeClapis最近運行了10個驗證器客戶端，1個Nimbus信標節點以及1個10AhUSB電池組的Geth全節點，然后運行了10個小時，這意味著這個設置平均為5瓦。而一般的投資人不太可能運行這樣的優化設置，所以我們取100瓦作為參考數。

以太坊核心開發人員初步決定將挖礦算法定義為Ethash 2.0:金色財經報道，決定ProgPow命運的以太坊核心開發人員電話會議已于3月6日舉行。在會議上，試探性地決定將挖礦算法重新定義為“ Ethash 2.0”。在此次電話會議上，相比回答的問題，提出的問題更多。通話持續了大約三個小時，其中兩個小時完全專用于ProgPow。討論最初以ProgPow的技術可行性為中心，并引用了獨立審核員和研究人員概述的兩個漏洞。會議主持人Hudson Jameson提出了一個解決方案，通過該方案可以修復ProgPow，并以“Ethash 2.0”的名字轉移至新EIP中。并不是所有的開發人員都完全同意，目前還不清楚這是否會在以后實現。一些開發人員認為，對ProgPow的異議足以證明完全否決該提案是合理的。[2020/3/7]

將其與之前的87000個驗證器相乘，就意味著家庭質押者的消耗電量約為1.64兆瓦。估計托管質押者所消耗的能源會更多一些，他們運行了成千上萬個具有冗余和備份的驗證器客戶端。

為了簡化計算，我們還假設他們每5.5個驗證器使用100瓦。基于我所接觸過的基礎設施團隊，這是一個粗略的高估值。真正的答案要少50倍左右。

因此，總的來說，采用權益證明的以太坊網絡會消耗大約2.62兆瓦的電量。這不是一個國家的用電規模，也不是省甚至城市的用電規模，而大約是一個小鎮的用電規模。

作為參考，當前工作量證明以太坊網絡所消耗的能量相當于一個中等國家的能源，但這實際上是保持PoW鏈安全所必需的。顧名思義，PoW達成共識的基礎是哪個分叉在這方面做的“工作”最多。有兩種方法可以提高“工作”完成率，一是提高挖掘硬件的效率，二是同時使用更多的硬件。為了防止區塊鏈被成功攻擊，礦工必須比攻擊者更快的速度“工作”。由于攻擊者很可能擁有類似的硬件，礦工必須保持大量高效的硬件運行，以防攻擊者挖出它們，所有這些硬件都會消耗大量的能量。

在PoW共識機制下，ETH價格與算力正相關。因此，隨著價格的上漲，在均衡狀態下，網絡消耗的電力也會隨之增加。而在PoS共識機制下，當ETH價格上漲時，網絡的安全性也會提高，但對能源的需求保持不變。

一些比較

據數字經濟學者估計?，以太坊礦工目前每年要消耗44.49太瓦時的電量，這意味著，根據上述保守估計，PoS的能效提高了約2000倍，這反映了總能源使用量至少減少了99.95%。

如果每筆交易的能耗高于你的速度，則約為35Wh/tx或TV約20分鐘的耗電量。相比之下，以太坊PoW每筆交易使用相當于一棟房子2.8天的能量，比特幣的每筆交易則消耗相當于一棟房子38天的能量。

展望未來

盡管以太坊目前仍在使用PoW共識機制，但這種情況不會持續太久。在過去的幾周里，我們看到了第一批用于合并的測試網的出現。幾個工程師團隊正在加班加點地工作，以確保合并盡快到來，同時又不影響安全性。

擴容解決方案將通過利用規模化經濟來幫助進一步減少每次交易消耗的能量。

以太坊網絡超級耗電的日子屈指可數了，我希望這個行業的其他部分也是如此。

感謝JosephSchweitzer，DannyRyan，SachaYvesSaint-Leger，DankradFeist和@phil_eth的意見。

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