能源区块链研究｜比特币及其能源消耗问题（上）

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比特币及其能源消耗问题（第 1 部分）

哈希率定义

哈希率是计算机完成数学程序的速度。 例如，任何一组信息被接收并转换成一定长度的字母和数字的速度称为哈希率，也可以称为计算能力。 在比特币“挖矿”中，数学问题的解需要找到对应的数学解，而对于给定范围内的任意一个Hash值，解只能通过自动生成的随机数来求解，所以一台矿机每挖多少次第二个可以解决的进程是算力的代表，它的单位是Hash/s。

介绍

比特币有很多能源问题需要讨论，本文不仅会讨论这个问题，还会对一些有价值的东西给予肯定。

对于比特币的评价主要有两个不同的阵营。 反对者认为，即使比特币只消耗一千瓦时的电，也是一种能源浪费，而支持者则竭力证明比特币的任何能源消耗都是合理的。 为了维护比特币网络的安全，需要消耗大量的能源。 ，所用能源为清洁能源。

但值得注意的是，目前还没有人计算过构建一个安全的比特币网络需要多少能量。 空谈无用，实干兴国。

状态（2021 年 3 月）

人们常说比特币网络的安全性是所有加密货币中最好的，其安全性源于比特币挖矿所需的巨大算力（哈希率），以及不易被破解的结构。

比特币网络的安全取决于矿工能赚取多少利润，即哈希率的高低。

矿工是否盈利取决于很多因素：

1、比特币的价格。 比特币汇率越高，矿工获得的利润就越多。

2. 总算力，即瓜分蛋糕的矿工总数。

3、单位时间内可开采的比特币数量。 这个数字目前是每十分钟 6.25 个。

4.设备的哈希率。 挖矿设备算力越高，找到区块的概率越大，收益也越高。

5.矿工成本。 矿工需要承担一些成本，包括能源成本、托管成本、运营成本和折旧损失。

6、设备效率。 挖矿设备越现代化，哈希率与能源成本的比率越高，挖矿设备的盈利能力就越高。

我们可以假设，一旦矿工投资挖矿设备，他们必须收回这些成本才能再次更换设备，所以第 4、5、6 点实际上是固定数据。 除了第三点每4年减半外，其他的也是固定的。 这意味着矿工的利润高度依赖于比特币价格和总哈希率。

我们可以看到价格和哈希率之间的联系：如果比特币的价格上涨，哈希率就会增加，因为更多的矿工看到了开采比特币的盈利能力。 如果价格下跌，则总哈希率会下降，因为矿工不会亏本挖矿。 在每个价格水平上，算力（矿工数量）和价格都可以形成一个稳定点，但是挖矿设备在不断改进，新的矿工会获得更多的利润，所以这个稳定点会不断变化。

此外，在不断增长的市场中，哈希率的变化总是会滞后于价格，毕竟购买和安装矿机需要时间，但关闭矿机可以很快完成。 所以我们看到，比特币价格下跌（暴跌）也会直接导致算力下降，但价格上涨会导致总算力缓慢上升。

图1（蓝线代表价格，红线代表算力）可放大查看

如图1所示，2017年12月比特币价格见顶后，越来越多的矿工开始挖矿。 作为最大的供应商之一，比特大陆无法应对订单的激增，将正常交货时间延长至 6-8 个月，这也是哈希率在 10 个月后达到峰值的原因。 比特币的价格在一路下跌中走得很远，2018 年 12 月汇率从 8000 美元跌至 4000 美元，直接影响了算力。 从 2019 年 4 月到 5 月，价格出现了另一条上行线，随后哈希率出现了一条上行线。 2019 年 7 月，比特币价格再次见顶比特币每t收益如何计算，而哈希率仅在 9 月底见顶。

2019 年 11 月之后，比特币价格稳定比特币每t收益如何计算，但直到 2020 年 10 月，哈希率持续上升，这是由于市场上挖矿设备效率的不断提高导致的（如下所述）。 2020年10月之后，可以看到比特币的价格一路飙升，而算力却只以低速增长，这也是矿业市场滞后的原因（比如2017年12月）。

未完待续...