Ethereum 轉換為 PoS 對其能源消耗有何影響？

以太坊轉向權益證明及其對能源消耗的影響

以太坊是市值第二大的加密貨幣，在2022年9月經歷了一次重大的共識機制轉變。該網絡從工作量證明（PoW）轉向權益證明（PoS），這一舉措主要旨在大幅降低其能源消耗。這一變化解決了人們對加密貨幣挖礦環境影響日益增長的擔憂，標誌著以太坊演變中的一個重要里程碑。以下，我們將探討這一過渡如何影響以太坊的能源消耗、背後的機制以及更廣泛的意義。

### 工作量證明的能源問題

在轉型之前，以太坊依賴於工作量證明，這是比特幣使用的相同共識機制。在PoW中，礦工競爭解決複雜數學難題，使用像ASIC和GPU等強大的硬體。第一個解決難題的礦工驗證交易並將新區塊添加到區塊鏈中，以此獲得獎勵。

然而，PoW因其高能耗而臭名昭著。挖礦所需的計算能力導致巨大的電力消耗，通常來自不可再生能源。在高峰期，以太坊每年的能源消耗與一些小國家相當，引發了人們對其碳足跡和長期可持續性的警覺。

### 權益證明如何降低能源消耗

權益證明用更有效率的驗證過程取代了高能耗挖礦。不再需要解決難題，而是根據他們“質押”（作為抵押鎖定）的加密貨幣數量以及其他因素（如網絡參與度）來選擇驗證者。

使PoS更具能效的重要差異：
- **無需挖礦硬體**：PoS不需要功率需求高昂的挖礦設備，因為驗證者只需標準計算設備即可參與。
- **減少計算工作**：驗證者是隨機選擇，而不是在資源密集型計算中競爭。
- **較低進入門檻**：雖然PoW偏好那些擁有昂貴硬體的人，但PoS允許最低質押額（以太坊為32 ETH）參與，大大減少了對浪費電力的大規模挖礦場需求。

### 合併及其直接影響

被稱為“合併”的過渡於2022年9月15日完成，此時以太坊原始的PoW鏈與2020年啟動的其對應物Beacon Chain合併。結果立竿見影且戲劇性：

- **99%的能源使用減少**：估計顯示，以太坊每年的能源消耗約下降99%，從約112 TWh（可比荷蘭）降至僅0.01 TWh。
- **碳足跡降低**：隨著能量使用削減，以太坊碳排放也驟降，使之成為最環保的大型區塊鏈之一。
- **安全性未妥協**：儘管存在擔憂，但通過經濟激勵措施—如果驗証者惡意行事，他們所質押ETH會面臨損失— PoS保持了網絡安全性。

### 挑戰和批評

儘管過渡基本上成功，但並非沒有挑戰：
- **集中化風險**：批評人士認為，PoS可能導致集中化，那些持有更多ETH的人具有更大影響力。然而，以太坊設計包括懲罰措施，如削減懲罰來阻止不當行為。
- **淘汰掉礦工**：投資大量硬體設備進行採掘工作的 PoW 礦工面臨淘汰，因此出現了一些抵抗情緒。許多人轉向其他 PoW 區塊鏈，如以太經典。
- **採納問題**：一些用戶質疑 PoS 是否會像 PoW 一樣安全，但自合併後並未發生重大安全漏洞。

### 未來展望

以太坊向 PoS 的轉變僅僅是開始。該網絡路線圖包括進一步提高可擴展性的改進，例如分片技術，它將把區塊鏈拆分成更小、更易管理的小部分，提高交易吞吐量，同時不顯著增加能量使用。

### 結論

以太坊向權益証明制度轉型是一項在區塊鏈可持續性方面的重要成就。通過將能源消耗降低99%，該網絡已針對加密貨幣最大的批評之一——它們對環境造成的不良影響——做出了回應。儘管仍然存在挑戰，但包括較低運營成本和更大可擴展性等長期利益，使得以太坊在可持續區塊鏈技術方面處於領先地位。这种转变不仅惠及Ethereum生态系统，也为其他加密货币树立了追求绿色、高效共识机制的新标杆。