【MNP报告】为什么BSV比BTC和BCH更加节能？
发表时间：2021年11月19日
信息来源：bitcoinassociation.net
在题为《区块链技术和能源消耗：追求效率》的报告中，加拿大领先的会计、税务和商业咨询公司MNP对三种基于比特币的区块链协议进行了研究，结果发现BSV区块链的能源效率要高得多。
一项对基于比特币的区块链网络能源效率的新研究发现，BSV的效率比BTC和BCH协议高几个数量级。即使各个网络的算力和交易量相等，BSV更高的能效也是显而易见的，因为这是BSV与其它协议之间的一个核心设计差异：BSV移除了对区块上限的武断限制。
BSV区块链建立在创造者中本聪所提出的协议之上，与比特币最初的愿景最为接近。因此，它对网络处理或“挖掘”的最大区块体积没有限制，因而提供了无限扩容和无限量交易处理的能力。
“基于目前网络上可用的区块大小和交易量（吞吐量）来看，而且其它协议都有各自的局限，因此BSV的效率更高。只要BSV网络上的交易体积或数量高于其它协议的上限，BSV就是这组协议中最高效的。”报告指出，“随着越来越多的企业和消费者采用区块链技术技术，而且对绿色和可再生能源的监管要求继续变得更加严格，了解区块链对环境的影响很重要——特别是关于其能源消耗的问题。”
要比较BSV、BTC和BCH协议的能源效率，就要建立一个模型来估计整个网络的效率。这正是MNP的研究所做的工作，在之前对区块链能源效率研究工作的基础之上，他们对每个协议的效率进行了估计，包括对单笔交易和每MB字节数据的平均能耗进行了测算。
比特币协议与能源效率
由于比较中所囊括的各个协议使用的都是基于SHA-256的工作量证明共识机制，它们相应的能源消耗可以用MNP的模型来进行测算和预测。工作量证明系统要求矿工消耗计算能力（以每秒算力计）来解决一个加密难题，从而对交易区块进行验证并将其添加到区块链上。这一事件的难度可以根据矿工的算力动态调整，矿工挖出区块后会得到奖励，当中包含了区块所含的交易费用和区块奖励补贴。
“比特币的总供应量上限为2100万，获胜的节点运营者将新币注入流通，数量为固定的区块奖励补贴那一部分。区块奖励补贴部分每过21万个区块（大约每四年）减半一次，首先减半到25，然后是12.5、6.25、3.125，以此类推，直到全部2100万新币的供应全部注入流通。”报告解释道。
因此，MNP指出，随着网络中新币数量的增加，最终交易费用需要增长，并作为定期减半的区块奖励的替代。
随着对区块奖励争夺的加剧和新型硬件的研发，算力大幅上升，比特币区块链上挖矿活动的能源消耗也随之大幅增加。挖矿已经从一个由消费级CPU便可完成的活动发展为在大型实体控制下，由专用集成电路（ASIC）设备生成大量算力才能完成的活动。
“就像CPU和GPU之间的算力有差别一样，一些ASIC设备比其它设备更有效率。最早的ASIC设备与现在的ASIC设备相比是很耗电的。”报告指出，“设备决策是决定比特币网络在特定时间段内的能耗的关键因素。设备的组合也会影响到比特币区块链协议以及支持和运行该协议的网络的难度指标。”
MNP通过参考之前的研究，并借助挖矿公司和公开的数据，对各个网络中所使用的SHA-256挖矿设备作出了一个适当的近似估计。根据这个近似估计，他们便能够建模来测算各个协议的能源效率。
交易吞吐量是效率的关键
通过将这个模型应用于BSV、BTC和BCH协议，研究发现，当涉及到单笔交易和每MB字节数据的能耗相关指标时，BSV网络所提供的能源效率远远高于其它网络。
这种更高的能源效率并非是不同设备或工作量证明机制的产物——三个协议全都使用了相同的共识机制。BSV更加节能的原因很简单，因为它能以更高的吞吐量进行交易处理，而每个区块的能耗是相同的。
“交易是衡量吞吐量的终极标准。一个区块中所包含交易数量和体积将影响区块的大小。BTC将区块大小严格限制在了接近4MB。BCH的区块大小限制宽松一些，为32MB。BSV则没有区块大小的限制。由于挖矿要消耗能源，而区块是挖矿的产物：因此，一个区块中的交易越多，单笔交易的能耗就越低。同样的，一个区块越大（以MB为单位），每MB字节的能耗就越低。”报告指出。
MNP对各个协议从2020年第二季度到2021年第二季度的能源效率进行了建模，发现BTC在此期间消耗的能源最多，远超其它。
“结果表明，BTC比其它两个被测算的协议所消耗的能源要高几个数量级。根据我们模型输出的结果，能耗最高的协议（BTC）和能耗最低的协议（BSV）之间的估计能耗差异在2021年第一季度达到了最大（16,041.24兆瓦时），而在2020年第二季度则最小（11,343.25兆瓦时）。
我们的估计表明，BTC每季度的耗电量是BSV的60至250倍。”
单笔交易的能源消耗
研究发现，BTC网络上单笔交易的能耗在建模期间大幅增加，就单笔交易的能耗而言，它仍然是迄今为止效率最低的区块链（以千瓦时/tx计算）。
“对于BTC来说，单笔交易的能耗随着时间的推移在稳步地增加。从2020年第二季度开始，平均能耗估计为430千瓦时/tx，到2021年第二季度为706千瓦时/tx。”报告指出，“对于BCH协议来说，单笔交易的能耗估计在2020年第三季度达到峰值183千瓦时/tx，在2021年第一季度降至6.5千瓦时/tx。
这明显低于BTC的能耗，尤其是在其最低点的时候，但与BSV网络一贯的高效能源利用相比，仍有很大差距。
根据MNP的模型对BSV网络的测算，单笔交易的能耗在2020年第三季度时为3.3千瓦时/tx，在2021年第二季度时为2.4千瓦时/tx。
这三个区块链协议的单笔交易的能耗差异如下图所示。图二不包括BTC，以更好地描述BSV和BCH的能效规模。
[下图为包含BTC时的对比，单位：千瓦时/TX]
[下图为排除BTC的对比，单位：千瓦时/TX]
每MB字节的能耗
当对各个区块链协议相对于其处理的数据量的能耗进行建模时，BSV和其它协议之间的差异则变得更为明显。
在BTC网络上，MNP发现每MB字节的峰值平均能耗估计为991兆瓦。这足以为一个居民住宅提供近100年的能量。
报告指出：“每MB字节的能耗估计采用了（与单笔交易的能耗）相同的模式，从2020年第二季度的约757兆瓦时/MB到2021年第二季度的991兆瓦时/MB。
BCH网络每MB字节的能耗估计稍好一些。MNP的模型估计，2020年第三季度的最高能耗为194MWh/MB，2021年第一季度的最低能耗为20.5MWh/MB。
不过，BSV提供的能源效率水平再次领先于其它被测算的协议。MNP估计，BSV网络上每MB字节的能耗在2020年第三季度达到了峰值12.63兆瓦时/MB，2021年第二季度为0.9兆瓦时/MB。
每MB字节的能耗差异对比如下图所示。同样的，BTC已从图二中剔除，以便更准确地表示BSV和BCH之间的规模差异。
[下图为包含BTC的的对比，单位：千瓦时/MB]
[下图为排除BTC的的对比，单位：千瓦时/MB]
点击这里，阅读MNP关于《区块链技术和能源消耗》的完整报告。
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