原來比特幣的區塊鏈只是用來記錄全世界所有使用者支付比特幣的「交易記錄(Transaction)」,我們稱為「比特幣帳本(Bitcoin ledger)」,因此區塊鏈只是一種記錄資料的資料結構,就好像我們的銀行存摺一樣,差別在於銀行存摺是儲存在「銀行」的電腦裡(中心化),而比特幣帳本是被複製一萬多份並且分散儲存在一萬多個彼此互相不認識的「礦工」電腦裡(去中心化),比特幣帳本就像是銀行存摺記錄了我們的財產,這麼重要的東西儲存在一萬多個彼此互相不認識,我們也不認識的礦工電腦裡,我們怎麼放心呢?
採礦的目的是為了「確保交易記錄無法篡改」
比特幣帳本經由「區塊(Block)」與「鏈結(Chain)」兩種技術確保交易記錄無法篡改,才能讓我們放心,因此把這種技術稱為「區塊鏈(Blockchain)」,而這兩種技術必須使用「雜湊演算法(Hash algorithm)」進行一種特別的運算,也就是所謂的「採礦(Mining)」,很多人以為這是什麼偉大的創新發明,其實它不過是個比大小的數學運算,我們稱為「條件雜湊(Conditional hash)」,它簡單到連小朋友都會,因此我戲稱它是一種唬人的雕蟲小技,而採礦必須不停重複這個運算因此處理器全開浪費大量電能,但是主要只為了「確保交易記錄無法篡改」,實在是得不償失。
要特別留意,採礦的目的是為了「確保交易記錄無法篡改」,而不是「分配礦工獎勵金」,這種模式就是所謂的「工作量證明(PoW:Proof of Work)」,由於採礦浪費大量電能,因此近年來有科學家開發其他演算法取代採礦,例如:持有量證明(PoS:Proof of Stake)、儲存量證明(PoC:Proof of Capacity)等,不過這些新方法也都有各自的問題,因此要如何確保交易記錄無法篡改,到目前為止並沒有真正完美的方法,區塊鏈也就沒有大家想像的那麼神奇。
根據銀河數位公司的資料估計,比特幣的直接的能源消耗有三個:驗證和中繼交易的節點、協調全球礦工活動的礦池、礦工所使用的採礦機,其中絕大多數能源消耗來自運行中的採礦機大約佔99.8%,說白了就是幾乎所有的電能都是採礦機用掉的。
採礦機浪費了這麼多電能到底做了什麼?
答案是:記帳,對,你沒有看錯,比特幣每年浪費這麼多電能,就只是為了記帳而已。如圖四所示,Alice使用比特幣電子錢包匯了10枚比特幣給Bob,這筆交易丟給礦工A的電腦記錄在自己的比特幣帳本裡,再經由「溢散傳遞(Propagating)」給礦工S和礦工B記錄到各自的比特幣帳本裡,當然礦工記帳時礦機必須進行條件雜湊採礦運算,因此要浪費大量電能,主要只是為了「確保交易記錄無法篡改」而已。