区块链和可持续性

链客，专为开发者而生，有问必答！

此文章来自链客区块链技术问答社区，未经允许拒绝转载。

区块链和可持续性

在区块链算法和区块链平台方面，可持续性可以有多种解释。一方面，任何听说过比特币网络能源需求的人都可以正确地认为，该系统远未被视为可持续或环保的。然而，这种极端的能量需求并不一定与其他区块链平台相似。另一方面，过去几年已经采取了一些主动行动，以处理分散式应用的可持续性或环境问题。在这篇文章中，我们从这两个相对不同的角度来分析区块链和可持续性的话题。

共识与能源消耗

分散式平台最重要的组成部分之一是共识机制。协商共识机制负责确保系统始终处于共识的状态，这意味着所有节点都包含相同的信息。换句话说，当有人创建一个新事务时，协商共识机制确保整个系统达到一个状态:要么每个节点发现事务有效，要么每个节点发现事务无效。

在公共区块链算法中，共识性算法的实现可能尤为困难。对于这样的系统，总是存在所谓sybil攻击的可能性，即外部攻击者创建大量被攻击的节点，并试图影响系统的共识性。因此，在这样的系统中，共识算法不是基于节点的数量，而是基于其他一些经济上稀缺或昂贵的资源。早期的共识算法使用计算能力(工作量证明)来实现这个资源。作为这种共识的参与者，在市场的基础上相互竞争，总计算能力可以增长到非常大的程度来维持系统和共识。

维持比特币共识所需的计算能力

当然，计算能力在一些地方可能是非常高的能源消耗，这并不会对可持续发展或环境产生积极的影响。很难明确地衡量这种能源消耗，但可以用两种方法来估计。所谓的自下向上估计的是详细计算硬件的能耗、冷却和生产能耗需求。另一种方法被称为自上向下方法，它考虑到参与协商共识的参与者从他们的活动中获得利润或奖励。考虑到市场上有很多参与者，且竞争非常激烈，参与者只能估计正常利润，其余的收入可以被认为是直接或间接的能源成本。然而，在这两种情况下，估计的总能量是显著的。

与国家相比比特币网络的能耗

幸运的是，比特币共识机制仅仅是第一种有效机制，几乎可以肯定不是最后一种。许多研究和发展的重点是发展更快和更有效的需要，以及更少能源的协商共识机制。在一种解决方案中，涉及协商共识的关键资源不是计算能力，而是直接的加密货币。在这种所谓的权益证明系统中，节点拦截了一定数量的加密货币，如果这些加密货币被证明试图攻击系统，就会丢失这些加密货币。其他方法称为第2层伸缩解决方案，它们不是直接在区块链上执行大多数事务，而是在一个单独的脱链事务通道上执行。考虑到通常每执行数百个事务或与区块链同步，总体效率会大大提高。

共识机制是一个非常活跃的研究领域。即使目前最普遍的解决方案是对能源的需求，这也很可能不会成为未来区块链平台和共识机制的问题。

区块链上的可持续性应用

另一方面，有许多应用程序和倡议试图在区块链的帮助下支持或解决可持续性和环境问题。当然，这些倡议中有许多仍处于早期阶段，因此，要评估其中哪些将是真正的杀手级可持续性应用还为时过早。这些倡议大部分可以归纳为以下几类:

“绿色”能源分布:可持续性和区块链的应用之一，集中于本地生产的“绿色”能源的有效分布。假设当地社区的一些居民安装了太阳能电池，在能源生产过剩的情况下，他们与邻居分享多余的能源。该系统可实现分布式能量的精确自动计算。从技术角度来看，早期的实现使用以太坊与本地能源物联网设备集成，创建了所谓的智能电表。

本地市场的“绿色”能源分布

供应链透明度:可持续发展应用的下一个主要领域是提高供应链和价值链的透明度。第一个应用来自于粮食生产和粮食分配领域，在这一领域，跟踪粮食产品的确切寿命和原料尤为重要。例如，如果发现某一农业区已喷洒有害物质，所有直接或间接受影响的产品都应撤出。该技术还提供了聚合供应链中的某些属性并将其显示在最终产品上的机会。例如，考虑到整个生产链，可以说一种食品是由蔬菜原料制成的，或者不含麸质。除了与食品直接相关的属性外，还可以沿着供应链测量和汇总其他可持续性参数，如温室气体排放或使用的可循环材料的比例。

奖励:基于区块链的奖励系统通常奖励一些具有环境意识的活动。一个典型的例子是收集和回收可回收材料获得代币性的奖励。具有环保意识的活动可以是玻璃回收、塑料垃圾回收或采购服务，对整体环境产生积极的影响。奖励也可以以不同的方式实现。它可以作为可收集的代币，可以作为本地货币购买不同的特殊产品，也可以作为完整的加密货币。

关于如何将区块链用于可持续发展或环境保护中，还有许多其他的例子和倡议。例如，为公司提供透明的“绿色”积分系统，或追踪慈善现金流的透明区块链会计系统。当然，目前还不可能看到哪个应用程序将成为该地区真正的“杀手级应用程序”。 然而，许多可持续性问题很有可能在透明的全球区块链系统和分散式的自动化组织中得到更好的解决，而不是在目前的系统中，因为目前的系统通常由短期财务决策和其他地方政治利益主导。