比特币“吸血鬼”吞噬魁北克:曾经蔓延中国的“挖矿潮”,正在引发全球强烈质疑 | 独家

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比特币“吸血鬼”吞噬魁北克:曾经蔓延中国的“挖矿潮”,正在引发全球强烈质疑 | 独家
麻省理工科技评论 2018年4月13日

2018年4月13日

挖矿机已经在魁北克泛滥成灾。
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挖矿机已经在魁北克泛滥成灾。

挖矿机已经在魁北克泛滥成灾。

如果你来到魁北克圣亚森特的某个破旧工业园区,一开始你可能感觉不到这里会有什么特别前沿的东西。要不是一些崭新的塑料薄膜,以及驻扎在停车场里的小车队,这个园区真的会让人觉得它已经被人遗忘。但站在这些车旁,你能听到一阵又一阵的嗡嗡声,这些声音果断地告诉你,这里有新兴技术正在发生。

噪声无处不在。噪声来自成千上万的电脑。这个园区中的每台电脑都在一遍又一遍跑着相同的程序,日复一日,没有变化,不会中断。这些电脑是 Bitfarm 公司的财产,而 Bitfarm 正是北美最大的加密货币开采商之一。在这个曾经被废弃的工厂里,大约有7000个鞋盒大小的机器(截至4月,但预计到7月将增加到14000台)。在这堆机器的一边,每台电脑的后面都有一堆乱七八糟的电线和路由器,暴露在寒冷的加拿大空气中,并一点一滴地“吞噬”着魁北克的生态活力。

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“入侵”开始

这些被称为“矿机”的计算机经过专门设计。它们能够承受温度和湿度的剧烈变化,也经过特殊编程,可以对一个程序进行每秒一万亿次的计算。但这些矿机也是能量的无度索取者:仅圣亚森特的 7000 台计算机所消耗的能量就超过了蒙特利尔加拿大人队在附近曲棍球赛场的用电量,即使在一个座无虚席的比赛之夜也是如此。全球范围内,这样运行的计算机以百万台计,这只是 2009 年开始的加密货币大繁荣的一部分。在比特币诞生的最初十年,大部分的挖矿工作都发生在中国和罗马尼亚这样的国家,因为这些国家提供充足的电力并且很少监管。

2016年,魁北克电力公司(Hydro-Québec)宣布了一项正式计划,以吸引像微软和亚马逊这样的数据中心。加密货币的矿商也受吸引而来,并于2017年9月开始提交申请。矿工们对这里的兴趣骤增,带来的需求也超过了电力公司的承受能力。如果魁北克能接受其中的这些条件(哪怕只是一小部分),这个省很可能会成为全球加密货币开采中心。但这给人们带来了疑问:魁北克电力公司的电网如何能维持这些电脑的能源需求,尤其是在冬季。


为什么是魁北克?

毫无疑问,电力是任何挖矿作业中最昂贵的费用,没有之一。因此,为了盈利,挖矿必须能够以低廉的价格获得电力。这是中国引领挖矿潮的一个重要原因:中国的电价低至每千瓦时 0.566 元。但是,越来越多的政府监管和大众对电网资源可能会枯竭的担忧,使得许多矿商都在寻找其他地方重新开始。越来越多的人对中国对气候变化的贡献感到担忧,这也加速了大批矿商的离去,因为挖矿公司在将其业务推广给潜在的投资者时,他们需要一个“环境友好”的名声。

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多年来,中国在温室气体排放方面一直领先世界。部分原因是中国是人口最多的国家。然而,这也因为中国大部分地区都依靠用煤来发电,而煤是最不清洁的能源形式之一。美国目前是第二大加密货币开采国,美国大部分电力也来自化石燃料。作为加密货币和能源问题的主要清算机构,Digiconomist 的数据表明,世界各地的挖矿业务加在一起,每年产生约2.9亿吨的碳排放。这也是为什么 Bitfarms 的创始人皮埃尔.卢克.坎佩尔(Pierre-Luc Quimper)将他的 5 个挖矿项目全部设在魁北克,因为在那里他可以依靠水力发电为他的 2 万台电脑提供能源。自2009年以来,坎佩尔和他在比特矿场的同事一直致力于用各种方式开采加密货币。他们联合起来,在2017年晚些时候建成了公司和他们的挖矿设施——正好赶上魁北克地区的大发展。

“我们消耗了大量的能量,”坎佩尔说。“但它必须是清洁能源。如果我们在环境中留下痕迹,那就不好了。”魁北克电力公司称水力发电是一种理想的解决方案:它是一种可以大量供应的清洁、可再生的能源。该公司还声称,它为加密货币开采业务提供的能源是居民使用后所“盈余”的——是额外的100兆兆瓦的能源,对生产生活影响小,而且该公司的设备能在未来10年内都可以持续生产。但是,这种能源是绿色的说法受到了越来越多的关注,尤其是保护生物学家的审视。他们说,水力发电造成的影响对于其他任何一个行业来说都非常重要,更不用说将其用于挖矿其实除了比特币以外并没有带来任何实际产出。


因投机性质的技术而摧毁环境?

水力发电利用流动的水来带动涡轮机发电,不可否认,它比由煤炭和其他化石燃料产生的电力更清洁。然而,它也产生了明显的环境影响。最大的影响便是用于储水的水库所造成的破坏。在像魁北克这样的地方,这些水库常常淹没现有的森林,而森林是地球上最高效的碳转换器和碳储存室。随着树木在水下腐烂,它们释放出甲烷——一种比二氧化碳更强的温室气体。研究人员已经计算出全球水电的碳影响。他们的数据表明,如果所有的加密货币开采都使用水电,这个行业每年仍会产生超过 9000 万吨的二氧化碳,还有超过 150 万吨的甲烷。

康奈尔大学的环境保护生物学家和研究人员杰夫.威尔斯(Jeff.Wells)在2011年完成了一项关于工业化对北方森林影响的研究。他说:“人们把成千上万最终是上亿英亩的土地沉入水中,把温室气体排入大气,却阻止了该地区的生态系统吸收更多的碳,我们失去的是一个完整的生态系统。”尽管在较冷的气候条件下,水力发电的碳和甲烷排放量比热带地区的要少,但它们也有自己独特的环境价值。北方生态系统不仅仅是隔离碳,该区域河流所提供的水构成了北极海冰的大部分,学界普遍认为它们对关键洋流至关重要,而洋流则在全球范围内循环水并定义全球气候模式。因为像魁北克电力公司所建的大坝往往远离人口中心,这些也会破坏野生动物的栖息地,杀死鸟类,并引起物种入侵。但是,马克.安东尼.波略特(Marc-Antoine Pouliot)作为魁北克电力公司的发言人曾表示,全面的环境影响研究在大坝建设开始之前都已经完成。

他说,该公司对所有新的区块链项目都进行了完整的分析,如果需要对电力网格进行任何更新,该公司将负责为其提供资金。他说,唯一的担忧是如何在现有的高峰使用时间——比如加拿大的冬天——来管理这些运行的持续能量消耗。“在魁北克,住宅用户在家使用电力取暖。因此,当温度低于零下20度时,电力需求可能会非常高,”他说。“我们现在正在分析区块链对我们冬季高峰的影响。其中一个解决方案可能是强迫区块链公司在冬季暂停挖矿活动。可是,在一个每天都可能产生数万美元甚至更高的价值波动的行业里,矿商们不太可能愿意接受这样的解决方案。

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图丨这种独立型吊舱是为了降低挖矿的冷却需求而设计的

威尔斯则希望看到更少的大型水坝建设,而不是更多。“我从一开始就认为,摧毁这样一个真正的地球生命支持系统并不是一个好主意。”他说,“像这样的生命支持系统越来越少了,为加密货币或一些投机性质的技术而摧毁它们,太鲁莽了。”但像坎佩尔这样的矿商却对这些想法提出了异议。他说,区块链,就像网络服务器和互联网本身一样,显然是具有长久生命力的。为了满足像加密货币这样迅速增长的应用需求,用水力发电提供能量仍然是最环保的方式。

他指出了像他这样的公司所做出的额外贡献:Bitfarms 的5个业务点分别在魁北克的社区中回收了废弃的、腐烂的仓库和工厂。他们向当地经济提供了资源,并雇佣了当地居民到那里工作。他承诺,会使用更多短期内能落地的创新技术,进一步抵消碳排放。环保人士和社会正义人士当然会担心这场运动带来的生态和文化影响,随着讨论范围的扩大,有一个问题也真正浮出水面,那就是“挖矿”是否具有真实价值。


全球性疑问:“挖矿”究竟有何价值?

加密货币本质上是一种能源密集型产业。作为一种分布式记账系统,比特币是加密货币中资源密集度最大的,原因在于它的安全依赖于一种被称为“工作量证明”的机制。大约每10分钟,比特币就会释放新的货币,作为成功解出计算问题并且验证交易“区块”的交换。

参与者将这些代表交易的数据转换成一组被称为“哈希函数”的代码,反复尝试,直到他们符合特定的标准。虽然这并不需要很高的复杂程度,但这一过程确实需要经历大量的错误猜测。内行人将这一过程比作猜测彩票号码。麻省理工学院技术创新学院副教授、密码经济学实验室的创始人克里斯蒂安·卡塔利尼(Christian Catalini)说:“实际上你是在解决那些我们无法用数学方法解决的毫无价值的谜题,你只能对它们进行暴力破解。”

而为这种暴力提供能量的就是为矿机提供动力的电力。卡塔利尼说,资源的集约化是比特币这种去中心化系统的固有属性,因为它的基础就是参与者之间本质上缺乏信任。与美联储这样的央行授信不同,比特币这样的加密货币通过让所有交易透明化和全员验证的方式打击欺诈。“基本上,你在用户和攻击者之间设置了经济成本,”卡塔利尼说,“如果有人想通过伪造交易破坏系统,或恢复一个合法的交易,他们将不得不花费非常高的能量和计算——高到任何有理性的经济主体都不会这样做,因为这种攻击的成本将远远大于收益。”但这也意味着合法交易也必须耗费大量的能量来证明其有效性。

目前全球比特币的哈希率,也就是挖矿计算的总数量,大约是25,000,000,000,000,000,000/秒,或者每秒 2500 万 terahash (比特币计量单位)。这一数字在四年前仅为每秒 30 万 terahash,而这一数字预计将在未来的几个月和几年里继续增长。虽然比特币是世界上最大的“工作量证明”加密货币,但它远不是加密货币世界里唯一的“游戏”:在最近的统计中,有近1500种加密货币操作系统,每种货币都有自己的能源需求。但也有公司在通过技术来弥补这种能源需求的巨大空洞。离Bitfarms位于圣亚森特的公司不远的地方,一家名为K.E.inc.的小型创业公司正在寻求改变北美地区的加密货币挖矿的区域和方式。它的创始人福德.内贾德(Fooad Nejad)专注于数据中心的冷却系统。

目前已经有挖矿公司开始与他接洽,希望他能为公司的挖矿作业创设有效的冷却系统,他开发出了独立型的模块化外壳,可以容纳多达1200台电脑的作业。内贾德说,计算机仍然需要同样的能量,但是再循环的通风系统减少了加热和冷却的需求。这些吊舱类似于集装箱,可以设置在任何地方,不需要翻新的或在旧建筑中重新布线。它们稍加改装就可以导出电脑产生的热量。内贾德说,电脑产生的废热可以用来加热建筑,或者用于温室全年种植诸如西红柿和草莓这样的温暖气候作物,这并不是一种遥远的幻想,即便在魁北克。


“能源吸血鬼”的未来

所以,到底像加密货币这样的区块链应用会对地球产生怎样持续的影响?

这取决于未来区块链是否将持续使用能源吸血鬼般的“工作量证明”方式。我们还有另一种选择,那就是“权益证明”。它不要求人们解决资源密集型的计算难题,而是要求发行方提供资金作为担保。去年晚些时候,区块链联盟以太坊宣布,计划将其加密货币的开采方式转化为一种权益验证系统。如果成功,这将是同类产品中的首创,很可能会导致行业从工作量证明里转向。即使这种情况没有发生,随着所有的比特币都进入了流通领域,支撑比特币等主要加密货币所需要的能量最终也会下降,而能源密集型的开采则会被单纯的交易监控所取代。但在那之前,像比特矿场这样的挖矿业务还在继续增长。所以,那些堆在圣亚森特尿布工厂里的空纸箱怎么办?它们之所以存在,是因为该公司正在迅速配备电脑,员工们甚至都没有时间分解和回收包装。

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