在加密货币的早期岁月里,提到以太坊,几乎等同于提到显卡(GPU),无数玩家和投资者涌入市场,疯狂抢购NVIDIA和AMD的显卡,组建“挖矿” rigs,希望能从以太坊的区块奖励中分一杯羹,显卡一时间成为了“数字淘金热”中的硬通货,价格飞涨,一卡难求。
随着以太坊在2022年9月成功完成“合并”(The Merge),这一切都成为了历史,以太坊从一个依赖显卡算力进行“挖矿”的网络,转变为一个由权益证明(Proof-of-Stake,PoS)机制驱动的网络,核心问题来了:以太坊为什么选择抛弃,或者说不再支持显卡进行共识验证?
这背后并非一时兴起,而是以太坊为了实现其长远愿景而进行的一次深刻且必要的变革,原因主要有以下三点:
根本原因:共识机制的彻底变革——从“挖矿”到“质押”
要理解这个问题,首先要明白以太坊的底层逻辑发生了什么变化。
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旧时代:工作量证明(Proof-of-Work, PoW) 在“合并”之前,以太坊和比特币一样,采用PoW机制,在这个模式下,网络的安全性依赖于全球矿工们的“计算能力”,矿工们使用高性能的显卡(GPU)或专业矿机(ASIC),进行海量的、无意义的数学运算(哈希碰撞),竞争成为第一个解决复杂数学难题的节点,第一个解出难题的矿工,获得打包交易、创建新区块的权利,并获得以太币作为奖励。 显卡,正是执行这些高强度并行计算任务的完美工具。 它拥有成百上千个计算核心,极其擅长同时处理大量简单任务,因此在PoW挖矿中效率远超CPU。
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新时代:权益证明(Proof-of-Stake, PoS) “合并”之后,以太坊切换到了PoS机制,在这个模式下,“挖矿”这个概念被“验证”(Validating)所取代,网络的安全性不再依赖于计算能力,而是依赖于参与者(验证者)的“经济利益”。 任何人只需锁定(质押)至少32个以太币,就可以成为网络的验证者,验证者的主要工作不再是进行高强度的数学计算,而是:
- 提议区块: 轮流提出新的候选区块。
- 验证区块: 对其他验证者提出的区块进行投票,确认其有效性。
- 达成共识: 通过一种名为“随机抽签”(RANDAO)的机制,确保谁能提议新区块是随机且公平的。
这个过程对计算能力的要求极低,一台普通的笔记本电脑甚至智能手机都可以轻松完成。PoS机制从根本上就不再需要显卡那种强大的算力来参与共识过程。 工作的性质从“体力劳动”(计算)变成了“脑力劳动”(验证和投票)。
核心目标:实现能源效率与可持续发展
以太坊的开发者很早就认识到,PoW机制存在一个致命的弱点: