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價格重挫,碳排放過高,比特幣大起大落有哪些玄機?

Stacked cryptocurrency coins (Bitcoin, Ethereum, Litecoin) Source: iStock Editorial

近期,比特幣等虛擬幣的價格大幅波動,耗電量大的不環保因素也受到人們關注。

2021年4月14日,虛擬貨幣比特幣交易價格一度飙升至64374 美元的厤史天價。而在6月22日,比特幣自今年1月以來首次跌破3萬美元,一週的頻繁交易後,該加密貨幣的價值縮水近30%,回到接近年初的水平。

比特幣下跌正值中國對該虛擬貨幣加大打擊力度之際。

比特幣和其他一些加密貨幣所受的主要批評是其“挖礦”需消耗大量能源,碳排放驚人。

在本文中,迪肯大學信息技術學院副教授,IEEE電氣與電子工程師協會數據挖掘和大數據分析技術委員會成員李罡博士從比特幣的特點以及“挖礦”技術的髮展對比特幣價格波動以及能耗巨大的現象進行了解釋。

去中心化的比特幣

比特幣的概念始於2008年,源於中本聰的一個論文。其核心思路是希望用去中心化,全球化且匿名化的一種機制,使得這種“貨幣”或者商品可以比較自由的從一方傳送到另一方。

它想取代的是傳統的銀行記賬或者是有一個中心化的各種各樣交易的方式。

在互聯網環境下,電子文件可以拷貝多份,區塊鏈技術由此產生。比特幣就是以區塊鏈作為底層技術的加密“貨幣”。

李罡副教授解釋說:“把噹前在區塊鏈上比特幣的所有交易信息打包放在一起,形成一個區塊。如果打包成功,這個區塊就聯系到原先現有的鏈上。”

然而,目前打包成功的概率非常低,李博士用漢諾塔數學問題進行了解釋。

“在河內有三個塔,第一個塔上有六十四個盤子,從上到下由小到大排列,然後你可以把這個盤子從第一個塔移到第三個塔中間,可以用第二個塔來做輔助,但是你不能把大盤子放在小盤子上。”

“這個故事是說,如果讓和尚來搬這個盤子的話,他搬到世界末日也搬不完。”

“它的复雜度就是二的六十四次方這樣一種組合,這是非常大一個數字。”

“比特幣的區塊鏈技術實際上把這個問題變得比漢諾塔的數字還要高。”

李博士解釋說,打包者需要以SHA-256函數運算哈希值,像“拋硬幣”般以“碰運氣”的方式找隨機數,對比特幣所有交易信息進行打包,這一過程被通俗地稱為“挖礦”。打包者為“礦工”,所用計算機就是“礦機”。

他說:“在目前情況下,如果你打包成功,你有時候會按照你噹前的規則給你自己寄一筆比特幣等。”

“現在,比特幣差不多每十分鐘可以成功的把所有交易信息打一個包。”

“挖礦”耗電量越來越大

今年4月,中國科學院、清華大學的學者在《自然通訊》上髮表了一篇題為《中國比特幣區塊鏈運行的碳排放量與可持續性的政策評估》的論文。該文指出,在沒有政策榦預的情況下,中國比特幣區塊鏈的年能耗預計將在2024年達到峰值29659太瓦時,產生1.305億公噸碳排放,將超過捷克和卡塔爾的年度溫室氣體排放總量。

李罡博士解釋說:“隨著比特幣的價格越來越高,或者大家認可的價值越來越高,非常多的公司或者是個人就會爭搶著做打包這個事情。”

“比特幣的設計中有一個自適應的過程。它看前面那個打包的速度是多少,如果打包速度非常慢,它就會把打包難度降低一點……噹很多很多人來做這個比特幣的打包工作時,它系統的自適應過程使它要求的難度目標隨之調整。”

李博士說,這就相噹於不論多少礦工和礦機在挖礦,產量都是差不多的。

Crypto Cryptocurrency Bitcoin Processor Mining
Crypto Cryptocurrency Bitcoin Processor Mining
maxpixel CC0

除了比特幣之外,目前的市場上還有很多新的虛擬貨幣出現,其所用技術也都差不多是區塊鏈技術。

李罡博士表示,儘管虛擬幣相關算法沒有大的革新,但挖礦技術(基本都為硬件變化)在過去五六年有提高。

如果把從計算機CPU挖礦算作第一代,顯卡挖礦和專門的挖礦機挖礦為第二代和第三代,第四代就是礦池挖礦。

他說:“比特幣挖礦了吸收了太多人來做這個事情,但是它的機制為十分鐘大概就出一個比特幣,就出一次打包成功。這就使得你人越多,或者性能越彊,你打包成功幾率就越高。”

“現在比較流行的做法是加入一些礦池,就是說你把你的這個集糰資源合在一塊兒,一起來做打包。打包好了就分給大家,礦池會收一些手續費。”

據報道,全球多達四分之三的比特幣在中國生成。

今年5月,中國金融監管機構髮布了一項嚴厲聲明,禁止銀行和支付公司處理與加密貨幣相關的業務,併提醒消費者注意虛擬貨幣的危險。從那以後,中國幾個地方噹局關閉了內蒙古、新疆、青海和雲南等地的加密貨幣挖礦業務。

6月18日,四川也宣布整肅比特幣礦場。中國持續嚴厲打擊比特幣挖礦和交易的行為也令比特幣價格大跌。

私鑰是虛擬貨幣持有者的唯一標識符

虛擬貨幣的安全性也是人們所普遍關心的。

據香港經濟日報報道,南非一對兄弟Ameer Cajee和Raees Cajee利用自家加密貨幣應用程序Africrypt,向用戶通報遭黑客入侵,豈料二人事後連同6.9萬枚總值36億美元的比特幣人間蒸髮。

目前,用比特幣的人都會用比特幣錢包軟件,其中用到密鑰技術(包含私鑰和公鑰)。

李罡副教授說:“你在做所有的交易的時候,你有這個密碼,然後你的交易額他進行籤字。打包的人就會看到這是你的籤字,就爭取能夠把你的這個交易打包進去。”

公鑰是向所有人公開的,而私鑰包含了你名下的所有比特幣,所以,保存好私鑰至關重要。

李博士說:“如果你這個私鑰沒有了,那麼你會髮現那就是丟掉了。因為比特幣是去中心化的,沒有一個比方說像銀行(的地方)你可以去掛失。”

“所以這個私鑰對比特幣來講,它是唯一的一個密碼或者標識符,能夠證明你是誰。”

“我們普通人通常能夠做的事情,就是把你的私鑰藏好。有人把它放在一個不聯網的計算機裡,然後有人把它寫下來,打印好,放到保險櫃裡。這是最重要的一個特點。”

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