比特币，下一个“柯达”？

“柯达”是谁？

如果不玩摄影，有点陌生，因为这个名字已经淡出很久了。 不过，关于柯达，有一句话特别意味深长。 无论如何，值得一看。

“直到柯达破产那一天，拍出来的胶卷质量都很好，只是这个世界不再需要它了。” - 知乎

仔细看看它是多么荒凉。

柯达胶卷

柯达胶卷质量好，但没人要，不是因为别的，而是因为“改朝换代”。 “电影”被“数字”所取代。 它是数码相机，所以我们不再需要胶卷。

别以为柯达不知道数码的重要性。 早在1960年，他们就在研究如何利用计算机的能力进行成像，终于在1975年，他们的工程师史蒂夫·萨森（Steve Sasson（下图左上角））研制出了第一台手持数码相机。

1975年柯达研制出第一台数码相机

虽然这款数码相机有点大，跟烤面包机差不多，但它是领先于那个时代的技术突破。 如果按照这个发展速度，可能就没有现在的苹果了。 遗憾的是，他们并没有在此基础上继续引领技术进步，而是将数码相机藏在雪中。 原因很简单，因为数码相机不需要胶卷，这将极大地影响公司的胶卷收入，而胶卷收入是公司的主要收入。

类似“柯达胶卷”的问题也发生在“诺基亚手机”和“王安电脑”上。 这是全人类共同的决策问题。 在《创新者的窘境》一书中有详细描述。 我建议你有空的时候读一读。 道理说白了很简单，就是当了这个行业的“老大”之后，不想进取，只想保住自己的东西，最终被市场赶出市场。后来者。

那么，这些故事与比特币有什么关系呢？

因为，眼下，比特币也面临着“数字”层面的重要抉择。 决策者不是董事会，而是比特币社区的开发者和矿工。 一旦改变，比特币可能面临分裂，矿工收益不仅会减少，还会有直接的经济损失。

由于损失厌恶效应，这显然会更难。 根据认知心理学研究，你失去100元时的压抑，相当于你得到200元时的快乐。 你体验一下，这就是恋恋不舍的感觉，这种恋情唯一的区别就是“钱”。 因此，比特币作为行业龙头，面临的问题将远远超过柯达、诺基亚和王安电脑。

所有这些问题的根源在于比特币当前的共识机制——工作量证明（PoW）。

1/5 成功或“PoW”或失败“PoW”？

不要被英文字母吓到，其实很简单。 PoW是英文“Proof of Work”的首字母缩写，中文意思是“工作证明”。 知道了这些，你就知道了比特币的主要秘密，所以你要耐心地阅读下面的内容。 或许，看完之后，你会想出自己的好点子，帮助比特币社区渡过难关。

有一件事，我们必须承认，正是这种 PoW 使比特币成为今天的样子。 不过，未来也有可能这种PoW最终让比特币成为“过街老鼠”。

比特币的工作量证明是通过重复计算一个区块的哈希值来衡量的。 这是一场比赛，看谁先找到前面有更多零的散列。 对此，在我的《比特币，真的值得信赖吗？ ”里面有详细的描述，我把重点放在下面：

下图是2020年12月18日早上6点1分挖出的一个区块的截图，看下面，两个箭头所指的位置，就是矿工的收益，区块奖励是6.25个比特币，交易费用为 1.4744 比特币。 然而，想要拿到钱，却没有那么简单。 他需要能够找到一个前面有 19 个零的哈希值。 他要做的，也是他能做的，就是不断调整那个圈子里的数值，每调整一次就计算一次。 这个值是35亿，也就是说，他试了35亿次，找到了顶框前面有19个0的哈希值。

比特币区块 661796

问题来了，因为不是只有一个矿工在计算，而是所有矿工都在计算这个区块的哈希值。 最后只有一个矿工，因为运气好，第一个找到符合要求的哈希值，也只有这个幸运的人才能拿到这个区块的奖励和手续费，一共6.7个比特币，按照30000美元 价格算下来，是20万美元。

工作量证明 (PoW) 早在比特币之前就已成功应用于反垃圾邮件。 与比特币不同的是，反垃圾邮件的工作量证明（PoW）被称为“哈希现金”（Hashcash），发明者是英国密码学家、密码朋克（Cypherpunk）亚当·巴克（Adam Back）。 他提倡使用强大的加密和隐私增强技术来影响社会和政治变革。

亚当·巴克

Hashcash的原理很简单，一共四步。 参考下图，给大家介绍一下：

计算是指在发送邮件之前，还需要像挖矿一样，对邮件的头部进行哈希计算。 这封邮件的标题是唯一的，包括收件人地址、发送时间、随机数和计算次数。 每次计算改变上次的“计算次数”，每次计算加1，与比特币中的nonce相同；

求解，你找到了符号需要的headers。 所谓符号要求，就是你不断地改变邮件头的“计算次数”，使邮件头的哈希值的前几位为0，比如开头有5个0的十六进制值。 这个计算量是比特币的19个0无法比拟的。 需要注意的是难度不是线性增加，而是随着0的个数呈指数增加；

发送（send），只有这个时候，你才能发送包含这个邮件头的邮件，否则就是白发。 这类似于比特币，你挖出了一个区块，需要发布它才能被其他矿工识别为最新区块；

验证（verify），接收你邮件的服务器会验证你的邮件头，看是否符合要求。 如果不符合要求，将直接作为垃圾邮件处理。 与比特币不同的是，你发送的邮件只需要接受邮件的服务器验证，而比特币则负责其他矿工的验证。

Hashcash反垃圾邮件原理

上面的方法之所以能反垃圾邮件，是因为每次发邮件都需要计算一次，每次大概需要1秒左右，这是你我这种平时发邮件的用户感受不到的。 . 但是对于垃圾邮件的发件人来说就不一样了，他们要发很多邮件。 每次发邮件都要计算很痛苦，但是这样的计算是必须的，从而起到一定的反垃圾邮件的作用。

刚才的例子，我用比特币来帮助大家理解Hash Cash的原理。 它可能会给你一种错觉，认为 Hashcash 是在向比特币学习，但事实恰恰相反。 首先是Hashcash，然后是比特币。 哈希现金是比特币工作量证明机制背后的原则。

所谓“道高一尺，魔高十尺”，就像你还经常收到各种垃圾邮件一样，你也经常收到各种垃圾邮件，hash cash，无法从根本上解决垃圾邮件问题。 因此，还有其他方法可以辅助判断垃圾邮件。 Google的Gmail在这方面做得比较好，推荐大家使用。

之所以要讲Hashcash的故事，只是想告诉大家，PoW并不神秘，它只是人类解决问题的一种方式，很好，但不能包治百病。

了解这一点对您来说非常重要。 这个世界上没有一劳永逸的事情，一切都在变化。 “适者生存”是这个世界的运行法则。

2/5比特币挖矿陷入“囚徒困境”

刚才大家也看到了，现在挖一个区块可以获得20万美元的奖励。

重赏之下，必有勇者。 奖励越高，来挖矿的人自然就会越多，比特币的算力也会不断增加。 在我的《比特币10年涨了560万倍，为什么？》一文中，我专门介绍了专家的结论是：比特币价格上涨和算力之间的关系是正相关的，但是会有一个6-延迟一周。 因此，到2021年1月底已经超过150ETH，我们不会感到意外，因为之前比特币的价格已经上涨了很多。 道理也很简单，就像石油涨价了，就会有更多人去采油。

到2021年1月结束，比特币算力达到150ETH

150ETH，这个算力有多强大？

2017年，有人将比特币的算力与全球排名前100的超级计算机进行了比较。 当时比特币的最高算力出现在2017年12月19日，只有14ETH。 答案是：100台超级计算机的计算能力达不到比特币网络计算能力的十万分之一。

2017年12月19日，比特币算力仅为14ETH

150ETH，目前的比特币算力是2017年的10倍，这算力强大到宇宙无敌。 但是比特币真的需要这么强大的算力吗？ 当然不是。

问题在于，比特币的算力不是由任何人决定的，而是由工作量证明（PoW）机制决定的。 只要比特币的价格继续上涨，就会有更多的人来挖矿，比特币的算力就会不断增加。 但是，强大的算力不是天上掉下来的，需要强大的“电”来保证。 据估计，比特币挖矿成本的 90% 是电力消耗。

比特币处于“囚徒困境”。

对于单个矿工来说，增加算力可以增加收益。 但是，当所有矿工都这样做的时候，矿工的收益并不会增加，反而会减少手机上多久能挖一个比特币，因为每10分钟就会产生一个区块。 每个区块的奖励也相对固定。 关键是每4年减半。 已经3次了，从50个减到6.25个比特币。

这就是比特币挖矿遇到的“囚徒困境”——个体是最优的，但系统不是最优的。 与此类似的还有美苏之间的军备竞赛。 但是，美苏军备竞赛，尤其是古巴导弹危机期间，并没有出什么差错，因为他们之间有一条“热线”，保证了双方不会误判，不会酿成核灾难，最终核裁军开始了。

但是，你可能会说，我们有比“热线”更强大的东西——“市场机制”。 能源消耗是矿工的钱，不是你的或我的。 我们不担心吗？ 此外，比特币并没有因此引发全球能源危机。 这不令人担忧吗？

是的，只要挖矿有利可图，就会有更多人挖矿，能源消耗自然会上升； 如果无利可图，就会有更多人停止挖矿，能源消耗自然会增加。 降低。 难道没有一只“看不见的手”——市场——在起作用吗？

如果，在比特币成为“过街老鼠，人人喊打”之前，市场机制开始发挥作用，比特币是幸运的。 不过，这样的运气，似乎来之不易。

然而，环保主义者早已采取行动。 他们想尽一切办法，形象地告诉大家比特币丑陋的“高能耗”。

3/5 比特币会成为“过街老鼠”吗？

为了引起大家的关注，2017年，剑桥大学专门推出了一个指数——剑桥比特币电力消耗指数（Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index），每30秒更新一次，告诉世界比特币的能源消耗情况。 2021年1月29日7点17分，比特币年能耗为109.79TWh，理论最小值为38.86TWh，理论最大值为260.44TWh。 不用担心这些能耗单位，只要知道数值，对比一下就明白问题的严重性了。

剑桥大学实时监测比特币能耗

109.79TWh的能耗有多大？ 为了比较方便，我们先将TWh换算成GWh。

109.79 太瓦时 [TWh] = 109,790 吉瓦时 [GWh]

现在，比特币年用电量已经超过菲律宾（93,354GWh），即将赶上荷兰（110,682GWh）。

2019年菲律宾荷兰全国用电量

下图是剑桥网站上的耗电量国家排名，可以让大家更直观的看到比特币的耗电量有多厉害。 当然，第一还是中国。 然而，再好的加密货币，也消耗不了那么多的能量。

能源消耗“国家+比特币”排名，对数标度

“按葫芦瓢浮”。 比特币的理想还没有实现，却已经给全球资源造成了如此沉重的负担。 这样的价格显然太高了。

比特币已经是不折不扣的能源密集型产品。 在地球上，有被称为“高耗能”的行业，也有“水泥、铁合金、电石、石灰、焦化等行业”。 比特币，将成为第一个能源密集型“高科技”产品。 高科技与高能耗的融合，显然是一种讽刺。

不管怎么说，消耗这么多能量对比特币来说都是一件丢脸的事情。

问题还不止于此。 环保人士也在关注矿机不断升级带来的电子垃圾对全球环境的影响。 他们通过将碳足迹与比特币产生的电子垃圾联系起来，通过视觉对比，让大家觉得比特币是“害群之马”，是造成全球温室效应和恶劣天气的“罪魁祸首”。

碳足迹是用来判断人类活动产生的温室气体排放总量的衡量指标，主要指标是二氧化碳的排放量。

之所以关注这个指标是因为温室效应。 温室气体吸收红外线。 太阳把地面加热后，地面会发出红外线来释放热量。 但这些红外线，由于温室气体的存在，无法穿透大气层，热量残留在靠近地面的大气层中，从而造成温室效应。

下图显示了大气中二氧化碳水平的历史趋势，由加利福尼亚斯克里普斯海洋研究所和夏威夷莫纳罗亚天文台联合发布。

莫纳罗亚太阳天文台记录的历史大气二氧化碳数据

显然，大气中的二氧化碳含量每年都在上升。 但是我们好像感觉不到。 仔细回想一下，2008年的那场雪灾，你现在感受到温室效应带来的恶劣天气了吗？ 雪灾除了让大家无法按时回家过年外，还造成了1500亿元的直接经济损失。 维基百科对此有很好的记录：

温馨提示：2008年中国南方雪灾，造成2008年1月10日以来中国发生的大范围低温、雨雪、冰冻等自然灾害，截至2月24日，已有129人因灾死亡， 4人失踪，紧急转移安置166万人； 受灾农作物1.78亿亩，受灾8764万亩，被毁2536万亩； 房屋倒塌48.5万户，房屋损毁168.6万户； 受灾直接经济损失1516.5亿元。

2008中国暴风雪

这场雪灾被认为“可能是全球变暖改变气候的影响之一”。 这场雪灾进一步促使我国更加积极地开展环保工作。

因此，将碳足迹与比特币联系在一起，会让更多人对比特币产生反感。 更何况手机上多久能挖一个比特币，环保人士不公布简单麻木的数据，而是通过对比加深人们对比特币危害程度的印象。

比特币的年度总足迹

上图显示了比特币的年度总足迹。 左边的是告诉你比特币产生的二氧化碳排放量和新西兰一样多，右边的是想告诉你比特币每年产生的电子垃圾和卢森堡一样多。

下图显示了单个比特币交易的足迹。 更形象地说，左图显示每笔比特币交易产生的碳排放量相当于720,000笔VISA信用卡交易，或观看54,000小时的YouTube视频； 交易中的电子垃圾为 97 克，相当于 1.5 个 C 型电池或 2.12 个高尔夫球。

上下图中，中间那个是功耗，请无视，因为上面已经有最新数据了，现在是109TWh。

单个比特币交易足迹

据说大部分比特币都是由可再生能源提供动力的。 对此，亚历克斯·德弗里斯（Alex de Vries）用一篇论文予以驳斥。 他的论文题目是“可再生能源不会解决比特币的可持续性问题”。

寻找更便宜的电力一直是矿工降低挖矿成本的重要任务。 四川和云南的小水电站为比特币挖矿提供廉价能源。 但是，水电受季节影响很大。 一份报告指出，在四川，雨季的水电是旱季的三倍。 当然，比特币矿机不可能雨季跑旱季停，所以旱季的电力缺口还是需要煤电来补充。 同样的事情也会发生在风能开采上。

与能源消耗相比，比特币带来的环境问题才是关键。 这显然不能再用“市场”调节机制来堵别人的“嘴”了。 比特币的一己私利已经变成一己之私，开始伤害“地球”。

《华尔街日报》报道：中国悄悄有序地关闭比特币挖矿

早在2018年1月11日，《华尔街日报》就报道称，中国政府要求“矿池”有序退出中国。 当然，这次矿池没有截止日期。 主要原因是金融风险。 中国人民银行牵头。 如果，当比特币的环保问题提上日程，这会不会成为压垮中国矿池的“最后一根稻草”？

长此以往，比特币将成为“过街老鼠”。 届时，世界各国采取统一行动打击比特币“野蛮”挖矿也并非不可能。

因为这个世界上还有《巴黎协定》。 没错，就是2021年1月20日被特朗普撤回、拜登加入的《巴黎协定》，这个协定得到了联合国195个成员国的一致同意。 减少二氧化碳排放是该协议的重要组成部分。 一旦全球围攻，比特币将无处遁形。

因为可以有很多或没有加密货币，但只有一个地球。

4/5 傲慢的“老板”

然而，到目前为止，比特币社区认为还没有现成的方法可以提供与工作量证明机制相同的特性：

以上内容，来自维基百科的Power of Work词条，有点专业。 不管怎样，你只需要记住一件事，那就是这个问题目前还没有解决方案。 当然，更有可能的原因是还没有人开始认真地寻找“解决方案”。 比特币社区可能会在 PoW 问题上犯下“任性”的错误。

在比特币社区的主要网站 (bitcoin.org) 上，他们为自己辩护说，随着时间的推移，使用“使用更少能源”的专用硬件进行挖矿正在得到优化。

比特币挖矿被设计成随着时间的推移变得更加优化，专用硬件消耗更少的能源......

他们所谓的“低能耗”硬件是ASIC，一种专门为SHA-256哈希算法设计的矿机，其主要制造商是中国的“比特大陆”。 这种硬件带来的挖矿效率提升是显着的，但是效率的提升是与挖矿难度的增加同步的。 也就是说，再多的挖矿硬件也无法降低挖矿的能耗。

而且，事实也与他们的说法不符。 比特币挖矿消耗大量能源。 一直以来，能源消耗从未因为专用设备的使用而降低。

他们的言论透露出骄傲和傲慢。 这就是当“老板”的感觉。

退一步讲，即使比特币社区开发出一种“完美”的新算法，可以替代工作量证明（PoW）机制，矿工们也未必会同意。 因为他们现在的硬件，会变得一文不值。 因为这些硬件只能用于挖矿，只能用于需要工作量证明（PoW）的挖矿，也就是SHA-256哈希算法。

社区没有意志，矿工不高兴，消极不能积极，只能进一步增加比特币成为“柯达”的可能性。 唯一不同的是，柯达认识到了数字的重要性，而比特币社区并没有认识到这个明显的问题。

然而，这个世界从来不缺乏创新者。 比特币不敢做、不愿意做的事情，已经有人做了，效果还不错。 是谁？

5/5 勤奋的“第二”

“第二个”以太坊承担了这一重任。

以太坊，即目前的加密货币中，“第二个”以太坊的价格。 2020 年 12 月 1 日，以太坊 2.0 推出创世区块。 此后，他们朝着放弃工作量证明（PoW）的方向迈出了关键一步，采用PoW+PoS的混合机制进行过渡，最终放弃工作量证明（PoW），只采用权益证明（权益证明）机制。

PoS是英文“Proof of Stake”的缩写。 里面的运行机制有点复杂，改天再说。 先简单介绍一下原理。

以太坊设立了专门的评选机构，人人都可以参与。 唯一的要求是你有 32 ETH 作为质押。 然后每次从这个组织中随机抽取一定数量的人，通过投票的方式决定一个新的区块。 如果您作弊，您的 32 Ether 将被没收。 当然，当法官也有好处，就是原本给矿工的奖励和交易手续费。 如果你也想当“评委”，这里有个攻略供你了解。

总之，以太坊会逐渐放弃挖矿，转而使用投票产生新的区块。 你需要记住的是，以太坊曾经采用像比特币一样的工作量证明机制。 现在两种方式并存，但以后肯定不会用了。

2020年12月1日以太坊开始采用PoS+PoW混合共识机制后，价格持续上涨

这样的改变成功了吗？ 市场的反应表明情况还不错。 经过这么大的变动，以太坊的价格并没有下跌，反而继续上涨。 2020 年 12 月 1 日，新机制上线时，以太坊价格仅为 600 美元，如今已涨至 1300 多美元。

看到这里，你也应该看清楚，比特币放弃工作量证明（PoW）机制，不是“行不行”的问题，而是“要不要”的问题。

老二已经做出了榜样。

结语

历史不会重演，但总是惊人的相似。

柯达在从“胶卷”到“数码”的转型中迷失了方向； 诺基亚在从“功能手机”到“智能手机”的转变过程中失去了在手机市场的主导地位。

比特币是否会在从“PoW”到“PoS”的转变中失去龙头地位？

现在不好说，只希望精明勇敢的以太坊能够唤醒比特币的梦想。

当然，我们谁也叫不醒一个装睡的人。

（未完待续，这是《比特币还能走多远？》专题第十五篇）

（请假，我们春节期间停更新三周，2月28日见！提前祝大家阖家幸福，身体健康！）

本文首发于“简单解释BTC”微信公众号（ID：xinshd30），每周原创一篇，更新你对比特币的认识。

参考

^ 名言

^柯达长时间褪色为黑色

^损失厌恶，

^比特币，真的值得信赖吗？

^

^哈希现金

^亚当回来

^比特币10年涨了560万倍，为什么？

^abBTC 哈希率，#5moc

^如果各国使用超级计算机来开采比特币（或其他虚拟货币），需要多长时间才能开采或销毁这些虚拟货币？ - 秋扒皮的回答-知乎

^中国加强对比特币挖矿的打击

^剑桥比特币用电量指数

^各国用电量列表

^国家排名

^碳足迹，

^每月平均 Mauna Loa CO2

^斯克里普斯海洋研究所%E6%96%AF%E5%85%8B%E9%87%8C%E6%99%AE%E6%96%AF%E6%B5%B7%E6%B4%8B %E7% A0%94%E7%A9%B6%E6%89%80

^莫纳罗亚太阳观测站%E8%8C%82%E7%B4%8D%E7%BE%85%E4%BA%9E%E5%A4%AA%E9%99%BD%E5%A4%A9% E6% 96%87%E5%8F%B0

^2008 中国暴风雪%E5%B9%B4%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E9%9B%AA%E7%81%BE

^KP%E4%BA%AC%E9%83%BD%E8%AE%AE%E5%AE%9A%E4%B9%A6

^abBitcoin 能源消耗指数

^可再生能源不会解决比特币的可持续性问题

^China Water Risk 迈向水能安全的中国。 2015年，

^中国悄悄下令关闭比特币挖矿业务

^巴黎协定%E5%B7%B4%E9%BB%8E%E5%8D%94%E5%AE%9A

^工作证明

^abfaq#比特币挖矿如何工作

^以太坊2.0正式上线！ ETH价格年初以来上涨300%还能继续上涨吗？

^参与以太坊2.0攻略