比特币为什么不能像以太坊一样升级成POS共识机制？

原文：《》by Amy Castorarchive

编译：Block unicorn

去年，以太坊走向绿色环保路线。全球第二大最受欢迎的加密区块链过渡到权益证明（POS），这是一个节能的框架，用于向区块链添加新的交易区块、NFT 和其他信息。当以太坊在去年 9 月份完成升级，被称之为 “ 合并 ” ，合并之后它将直接降低了 99% 能源消耗。与此同时，继续发展的比特币，消耗的能源相当于菲律宾整个国家的能源。

比特币挖矿是一个计算密集型的过程，通过这个过程，新的比特币被创造和计算，已经成为一个全球关注的问题。在中国于 2021 年年中打击这一过程后，矿商们开始寻找世界上其他便宜能源，但不一定是环保能源。在哈萨克斯坦等地，矿工给严重依赖碳密集型燃煤发电站的电网带来了压力，导致了局部停电，并引发了内乱。在纽约州北部，矿工接管了关闭的工厂和空置的仓库，当地人抱怨不断上涨的能源账单和数据中心风扇高频的嗡嗡声，并担心采矿对环境造成的损害，美国目前拥有超过 38% 的比特币挖矿业务。

一笔比特币交易所耗费的能量，相当于一个美国家庭近一个月的能量。但它必须是这样吗？比特币社区在历史上一直激烈地抵制变革，但来自监管机构和对比特币的巨大碳足迹感到厌烦的环保人士的压力可能会迫使他们重新思考这一立场。

其他各种国家，包括哈萨克斯坦、伊朗和新加坡，也都对加密货币挖矿设置了限制。2023 年 4 月，欧洲议会将通过一项具有里程碑意义的加密货币法案，称为 "加密资产市场"（MiCA），该法案规定加密货币公司必须披露环境信息，该法案预计将在 2024 年的某个时候生效。

这可能只是欧盟的开始：欧洲央行此前曾表示，它无法想象各国政府会禁止汽油动力汽车，转而支持电动汽车，但对比特币持续排放二氧化碳的做法不采取行动。追踪加密货币能源使用的网站 Digiconomist 背后的数据科学家 Alex de Vries 告诉《麻省理工科技评论》：「欧洲议会的一些成员已经在想，为什么比特币没有跟随以太坊」。

在美国，打击比特币浪费能源的努力也在不断增加。11 月，纽约成为第一个颁布临时禁令的州，禁止在化石燃料工厂发放新的加密货币挖矿许可证，新法律还要求纽约州研究加密货币挖矿的影响，努力减少温室气体排放。

那么，要怎么做才能改变现状呢？

工作证明 (POW) 与权益证明 (POS)

加密货币没有像银行那样的中央监护人来监督其公共账本——区块链上的每一笔交易数据都会共享在链上。相反，它们依靠共识机制来同意更新。

在比特币所依赖的工作证明方法中，全球范围内的计算机网络被称为 “ 矿工 ”，他们消耗电力就是为了获得比特币奖励，谁先计算出加密难题，谁就可以添加下一个区块，并在这个过程中收集新的比特币。获得比特币的几率和矿工的算力成正比（算力越多，得到奖励机会就越大，也就是说，矿机越多，获得比特币奖励的几率就越大）。因此全球出现大量的比特币网络节点，他们争先恐后的想得到比特币的奖励。

以太坊现在使用的权益证明证明方法，取消了工作证明的大规模能源消耗。质押验证系统不使用矿工，而是使用大量的 “ 验证者 ”。要成为一个验证者，你必须存入或 “ 质押” 一定数量的代币——32 个以太坊，在以太坊的情况下。质押验证系统让验证者有机会检查新的交易区块，并将它们添加到区块链上，这样他们就可以在其质押的代币上获得奖励。你押的代币越多，你被选中将下一个交易区块添加到链上的几率就越大。

这两个系统都在努力实现相同的目标，一个系统（比特币）使用了一个国家的电力，而另一个系统（以太坊）只需要参与者质押代币。两者在理论上都是去中心化的，但在实践中不是。今天绝大多数的比特币挖矿是由五个主要的矿池完成的；在权益证明（POS）中，拥有大多数代币的人控制着区块链。

以太坊面临不同的压力

比特币只是一种加密货币。它有一组开发人员和一组矿工。但以太坊是一个用于去中心化应用程序的智能合约平台，有许多项目、加密货币、NFT 和 NFT 平台在其之上运行。

以太坊的创建者 Vitalik Buterin 一直希望以太坊使用权益证明。但是当 Buterin 意识到开发一个权益证明算法来实现一个有意义的去中心化系统是 “ 非常重要的 ”——他曾经写道，以至于有些人说这是不可能的——他决定让以太坊使用工作量证明，同时他逐渐解决这个问题，权益证明最终花了 7 年时间。

以太坊上的许多主要项目，包括加密货币交易所 Coinbase、稳定币公司 Circle 和 Tether，以及 NFT 项目 Yuga Labs 和 OpenSea，都曾公开支持以太坊向权益证明的转变。与工作证明相比，它有吸引人的优势。除了更加环保的优势外，网络交易费用也会降低。当以太坊最终迁移时，这些项目引领了方向。在以太坊基金会（帮助监督平台的非营利组织）按下红色按钮之前，这场战斗已经胜利。

以太坊矿工创建竞争链并保持工作量证明版本，始终存在风险。当前链上存在的所有智能合约、代币和 NFT 将自动 “ 分叉 ” 或复制到原先的链上。但是，尽管有一些人努力来创建以太坊的竞争版本，但这些努力都没有获得关注，权益证明版本胜出。

存在政治问题

原则上，一小群人可以掌握控制权，将比特币转换为权益证明。由于它是一个开源项目，比特币的发展依赖于社区做出的决定，理论上包括任何想要参与的人。但比特币代码的更新实际上是由一个被称为「维护者」的小型核心开发团队控制的，他们的薪水是由一些有影响力的集团私人资助的，比如比特币初创公司 Blockstream;Coinbase 是美国最大的加密货币交易所;以及麻省理工学院媒体实验室主持的研究项目「麻省理工学院数字货币计划」。

这些维护者可以像以太坊那样进行切换，但他们是一群保守的人。比特币是最初的工作量证明加密货币。尽管比特币的代码一直在进行调整和更新，但与 2009 年的最初愿景相比，它几乎没有变化。

以太坊的竞争对手 Avalanche 的创始人 Emin Gün Sirer 告诉《麻省理工科技评论》，在比特币的纯粹主义者中，有人担心会发生根本性的变化。他说：「这种恐惧部分来自于不想承担任何风险，部分来自于担心这种变化可能最终会侵蚀对其他算法限制的信心。」这些限制还包括其他一些基本特征，比如可以开采的最大比特币数量，一开始被固定在 2100 万枚。

巴西坎皮纳斯州立大学的计算机科学教授 Jorge Stolfi 从比特币早期就密切关注它，他向《麻省理工科技评论》解释说：「将比特币转换为权益证明不存在技术障碍。」

但 Stolfi 表示，核心维护者无法独自完成转换。他们需要矿工的支持，目前矿工每天收集 900 个新比特币 ( 价值超过 2000 万美元 )，加上他们开采的新区块的交易费用。斯托尔菲说：「面对放弃这种商业模式的可能性，矿工们可能会试图保留比特币的工作量证明分支，并坚持认为他们是真正的比特币，而权益证明分支只是另一个垃圾币。」

斯托尔菲表示：「最终，新的权益证明分支机构和『 传统』工作量证明分支机构之间的斗争将由比特币价格在两种货币之间的分配方式决定，这完全取决于市场营销。」

比特币现金（BCH）：一个历史的教训

上一次有人试图对比特币做出重大改变的是比特币现金，这是一项增加区块大小的努力，以便比特币可以扩展并成为更有用的实际货币。

自 2015 年以来，比特币的一兆字节区块已经被交易填满了。网络正在变得拥挤，因此，交易需要更长的时间来处理，交易费用也在增加。一群开发者和矿工提出了一个简单的解决方案：将交易区块的大小提高到 2 或 8 兆字节，以便比特币每秒可以处理更多交易。

但这说起来容易做起来难。正如《区块链的 51% 攻击》的作者大卫 – 杰拉德所写的，「即使这个简单的建议也导致了社区分裂，代码分叉，报复性的 DDOS 攻击，死亡威胁，中国矿工和美国核心程序员之间的分裂，以及其他证据表明这个问题和比特币协议中的其他问题永远无法通过共识过程解决。」

2017 年 8 月，比特币现金作为比特币软件的分支推出。但大多数矿工和开发者坚持使用传统的比特币区块链，比特币现金成为了比特币的另一个衍生品。即使在今天，比特币的 OG 仍将比特币现金称为「反叛」和「企业收购」，而不是真诚地努力提高比特币的可用性。

权益证明将代表更大的变化，从表面上看，似乎没有什么理由指望比特币会采用它。加州大学伯克利分校的研究员尼古拉斯·韦弗 (Nicholas Weaver) 是一位直言不讳的加密货币批评者，他认为这种情况永远不会发生。韦弗说，只要比特币矿工能够从工作量证明中获利，他们就会选择工作量证明：「减少比特币犯罪能源消耗的唯一方法就是摧毁比特币的价值本身。如果比特币变得毫无价值，那么比特币挖矿就会停止。」

比特币可能不想改变，但如果不这样做，政府和社区可能会对它的能源浪费越来越不能容忍，它可能会被迫变得无关紧要。

Digiconomist 的德弗里斯说：「那些永远不会改变比特币的人正在打一场必败的仗，他们越早意识到这一点，我们就越早受益。」