以太坊基金会：未来几个月，以太坊将转向POS，能耗至少降低99.95%

注：原文是Carl beekhuizen在以太坊基金会官方网站上发表的。

长话短说：以太坊在合并后将至少减少99.95%的能源消耗。

以太坊将在未来几个月内完成向利益证明（POS）共识机制的过渡，这将带来许多理论上的改进。但现在信标链已经运行了几个月，我们可以深入研究具体的数字。我们乐于探索的一个领域涉及对能源使用的新估计，因为我们将结束将一个国家的能源价值用于达成共识的过程。

到目前为止，还没有关于能源消耗的具体统计数据（甚至没有使用什么硬件），所以这里是以太坊未来能源消耗的粗略估算。

因为很多人都在运行多个验证程序，所以我决定使用可以存放的独立地址数作为今天有多少服务器的**数。许多抵押人可以使用多个ETH 1.0地址，但这在很大程度上抵消了这些冗余设置。

在撰写本文时，有来自16405个独立地址的140592个验证器。显然，这是由于交易所和STARKING质押服务之间的偏差，因此删除它们将导致87897个验证者被假定为在国内质押。作为一个健全的检查，这意味着平均每个家庭抵押运行5.4验证器，这似乎是一个合理的估计。

能源需求

a6021运行信标节点（BN）、5.4验证器客户端（VC）和以太坊 1.0完整节点需要多少能量？根据我的个人设置，大约是15瓦。Joe clapis（rocket pool开发者）最近运行了10个验证客户端（VC）、1个nimbus beacon节点（BN）和1个10Ah U电池组的gETH full节点，然后运行了10个小时，这意味着平均设置为5瓦。一般投资者不太可能运行这样一个优化设置，因此我们以100瓦为参考。

将此乘以之前的87000个验证器意味着家庭抵押人消耗约1.64兆瓦的电力。据估计，第三方抵押人将消耗更多的能源。他们使用冗余和备份运行数千个验证器客户端。

为了简化计算，我们还假设每5.5个验证器使用100瓦。根据与我共事的基础设施团队，这是一个粗略的高估。真正的答案是大约减少50倍（如果你是一个承诺主办团队，消耗超过5瓦的电力每个验证器，我相信我可以帮助你）。

因此，通常情况下，以太坊带有兴趣证明（POS）的网络消耗约2.62MW的功率。这不是一个国家、一个省甚至一个城市的用电规模，而是一个小城镇（约2100个美国家庭）的用电规模。

作为参考，目前的工作量证明（POW）以太坊网络的能耗相当于一个中等国家的能耗，但实际上必须保证POW链的安全。顾名思义，pow达成共识的基础是哪个部门在这方面做的“工作”最多。提高“工作”完成率有两种方法，一是提高采掘硬件的效率，二是同时多用硬件。为了防止区块链被成功攻击，矿工必须比攻击者“工作”得更快。由于攻击者可能有类似的硬件，矿工必须保持大量高效的硬件运行，以防攻击者挖出它们，所有这些都将消耗大量的能量。

在pow共识机制下，ETH价格与算力正相关。因此，随着电价的上涨，在均衡状态下，电网的用电量也会随之增加。在POS共识机制下，当ETH价格上涨时，网络安全性也会提高（ETH值越高），但对能源的需求不变。

一些比较

数字经济学家估计，目前以太坊矿工每年的用电量为44.49太瓦时，这意味着，根据上述保守估计，POS的能效提高了约2000倍，反映出总用电量至少减少了99.95%。

如果每笔交易的能耗高于您的速度，则约为35wh/TX（平均约为60K gas/TX）或约20分钟的电视功耗。相比之下，以太坊 POW在每个事务中使用2.8天的能量，而比特币在每个事务中消耗38天的能量。

展望未来

虽然以太坊仍在使用POW共识机制，但这种情况不会持续太久。在过去的几周里，我们看到了第一批用于合并的测试网的出现。几组工程师正在加班加点，以确保合并尽快进行，同时不影响安全性。

扩容解决方案（如汇总和分段）将有助于通过利用规模经济进一步降低每笔交易的能耗。

以太坊的日子已经屈指可数了，我希望其他行业也是如此。

感谢Joseph Schweitzer、Danny Ryan、Sacha Yves、Saint leger、dankrad Feist和@Phil_ETH的意见。