与PoW相比：为什么PoS共识机制更环保？

随着全球对于环保问题的重视，加密货币领域也掀起了一场环保问题大讨论，大家的讨论的主题是：工作量证明（PoW）与权益证明（PoS）这两种共识机制，哪一种对于环境的影响更大。

PoW 是比特币使用的共识机制，PoS 是 Oasis 使用的共识机制。虽然这场辩论已经持续了很长时间，但特斯拉首席执行官埃隆·马斯克的一条推文又重新点燃了大家对于这个话题的热情：

特斯拉已经叫停用比特币购车。因为担心比特币挖矿和交易导致化石燃料、尤其是煤炭的耗用飞速增长，煤炭是所有化石燃料排放中影响最恶劣的。

就在他发表上述言论几天后，马斯克会见了比特币矿工大户，试图更好地了解加密货币对环境的影响，并探讨当前和未来更好的解决方案。

将此话题顺延到本篇文章，我们将在本篇文章中向大家介绍 PoW 和 PoS 的工作原理、具体区别以及它们对于环境的影响。

通过本篇文章，我们希望读者能够明白区块链机制，并且了解区块链将如何继续改变我们生活的世界。

了解共识机制

共识机制，字面意思上理解，就是达成共识的方法。

区块链的去中心化信任机制主要体现在：区块链中互不认识的用户无须信任交易的另一方，也无须信任一个中心化的机构，只需要信任区块链协议下的软件系统即可实现交易。

这种自信任的前提是区块链的共识机制（consensus），即在一个互不信任的市场中，要想使各节点达成一致的充分必要条件是每个节点出于对自身利益最大化的考虑，都会自发、诚实地遵守协议中预先设定的规则，判断每一笔记录的真实性，最终将判断为真的记录记入区块链之中。

这种机制在去中心化的区块链中是绝对必要的，因为它保证了区块链上的交易的合法性。

换句话说，如果各节点具有各自独立的利益并互相竞争，则这些节点几乎不可能合谋欺骗你，而当节点们在网络中拥有公共信誉时，这一点体现得尤为明显。

区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法，在机器之间建立“信任”网络，从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。

举个例子：

如果中国一名微博大 V、美国一名虚拟币玩家、一名非洲留学生和一名欧洲旅行者互不相识，但他们都一致认为你是个好人，那么基本上就可以断定你这人还不坏。

在目前的区块链的共识机制中，PoW 和 PoS 是两大重要组成部分。

工作量证明机制 PoW

PoW 是第一代共识机制，它理解起来很简单，即按劳取酬：你付出多少工作量，就会获得多少报酬。在网络世界里，这里的劳动就是你为网络提供的计算服务（算力 x 时长），提供这种服务的过程就是挖矿。

PoW 机制本身涉及挖矿难度自动调整、区块奖励逐步减半等，这些因素都是基于经济学原理，能吸引和鼓励更多人参与。

理想状态，这种机制，可以吸引很多用户参与其中，特别是越先参与的获得越多，会促使加密货币的初始阶段发展迅速，节点网络迅速扩大。

股权证明机制 PoS

PoS 机制理解起来也很简单：用户手上拥有一定数量的数字货币（token），系统根据你持有的数量和时间，给你发利息。

PoS 的优点在于：

节能：不用挖矿，不需要大量耗费电力和能源。

更去中心化：首先说，去中心化是相对的。相对于比特币等 PoW 类型的加密货币，PoS 机制的加密货币对计算机硬件基本上没有过高要求，人人可挖矿，不用担心算力集中问题，网络更加安全有保障。

避免通货紧缩：PoW 机制的加密货币，因为用户丢失等各种原因，可能导致通货紧缩，但是 PoS 机制的加密货币按一定的年利率新增货币，可以有效避免紧缩出现，保持基本稳定。

比特币之后，很多采用工作量证明机制的项目也纷纷修改协议，硬分叉升级为 PoS 机制。

PoW 机制对于环境的影响

PoW 共识机制对于环境最大的影响在于：它需要大量的电力来运行网络。

让我们以采用 PoW 机制的比特币为例：根据剑桥大学的研究，比特币的年耗电量估计占全球能源用量的 0.6%。

随着越来越多人加入到挖矿，比特币网络的挖矿难度会更大，所需消耗的能源也就更多。小规模的、利用个人计算机的挖矿已经几乎不可能取得收益。于是大规模的计算中心被用来挖矿，这个过程伴随着大量能耗。

根据 4 月 6 日《自然·通讯》中一篇论文的报道，目前中国的矿场占据了世界比特币超过 75% 的算力。如果没有政策干预，到 2024 年，中国比特币矿场的能耗将达到峰值，约为 2965.9 亿瓦时（超过全国数据中心的总能耗），产生 1.3050 亿吨碳排放。

这个数值将超过菲律宾、捷克等国家的碳排放，足以在中国 182 个城市的碳排放中排到前 10 名，并且名列全部工业行业的前十。

尽管比特币确实存在巨大的能源消耗现象，但比特币的支持者认为，这个消耗数字甚至还不到传统银行系统使用的 10%。

比特币支持者还坚持认为：

加密货币使用的大量能源来自于可再生资源，比特币挖矿虽然使用了大量的能源，但如果不用，这些资源也会被白白浪费掉。

比如中国西南的水电站，丰水期产生的电不用就会浪费消失。

这已经成为一个热门话题，以至于中国四川省政府正在举办一个研讨会，以衡量水电界潜在的比特币采矿禁令。

PoS 与?PoW?的比较

一般来说，PoS 机制被认为更加节能，基于 PoS 的区块链的采用率远远超过基于 PoW 的区块链。

Fast Company 的一篇文章详细介绍了为什么 PoS 机制更少依赖于计算能力：PoS 跟 PoW 不同，它无须通过消耗算力获得记账权，所以更环保。按市值计算的第二大加密货币项目 Ethereum 目前正在从 PoW 迁移到 PoS，从而实现更高的可扩展性、速度和效率。

以太坊创始人 Vitalik Buterin 也曾表示：

通过迁移到 PoS，以太坊计划减少 99% 的能源消耗。

但是，尽管 PoS 比 PoW 共识模型更节能，但它与 VISA 等中心化的数字交易解决方案相比，能源消耗量依旧较大，这一事实也有助于推动区块链生态创新推出更优化的共识模型，比如授权证明（PoA）等。

结 语

虽然 PoW 机制也有很多好处，但就目前而言，很明显，PoS 机制所消耗的能源更少，它对我们的环境影响更小。

区块链技术拥有巨大的潜力，加密货币社区目前也正在积极寻求解决方案，寻求更好的办法解决这一问题。尽管许多区块链采用 PoS 而不是 PoW，但加密货币在环境方面的影响不应仅仅取决于项目使用的共识机制。

我们需要一个更强大和更广泛的方法，推出更多创新解决方案。

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