能源区块链研究｜物联网可提高加密货币挖矿效率

每个了解加密货币的人都知道这种货币的缺点，而其对环境造成的影响首当其冲。是否能以绿色且道德的方式开采加密货币？如果可以，物联网在这一转变中又将扮演什么角色

物联网可以挖矿吗

人们于几年前开始讨论用物联网进行加密货币挖矿，这些讨论主要以警告的形式出现：行为不端者可能会破坏物联网设备并将其变成一个分布式加密货币挖掘网络。

加密货币挖矿需要性能强大的中央处理器并消耗大量能源，物联网设备可以用来挖掘加密货币吗？

Mirai是网络安全领域家喻户晓的名字，但这个词通常与DDoS攻击同义。IBM在2017年的调查中发现，随后的Mirai网络攻击旨在在受损的物联网设备上部署比特币矿机从动装置。IBM没有就利用物联网设备的有效性得出具体结论，但这个概念很吸引人。

物联网、加密货币和区块链还有其他方式可以影响彼此的性能

物联网对加密货币挖矿的影响

在IBM的发现问世后不久，Avast就得到了一个相似的结论：这样运用物联网不仅是可以做到的，还是有利可图的。Avast估计，攻击者可以同时用15000个物联网小工具在四天内挖掘约价值1000美元的加密货币。

使用数千个加密货币挖矿设备可以减少单个加密货币挖矿操作的总功耗和对环境的影响。有段轶事讲的是一个 科技 博主设置并忘记了她的物联网设备，找回后发现这些设备在一年多的时间里在后台生成了价值数千美元的代币。

将路由器和热点作为网络中心和加密货币挖矿中心前景光明，因为这种前景有关效率和绿色。在此人写下她的经历后，相关热点设备的订货量上升到150000台。与昂贵的CPU和GPU相比，该热点设备400美元的价格对业余矿工很有吸引力，因为他们不想在冷却系统和显卡上花费大量资金。

使挖矿更环保的技术

把加密货币挖矿变得更环保并非易事。单笔比特币交易要消耗约1544千瓦时电力，这些电力足够一个普通美国家庭用五十多天。比特币网络每年的总耗电量可能高达75太瓦时 。

更智能的气候控制技术是一种解决方案。挖矿作业可以通过无导管和微型分体式系统对其环境进行更精细的控制。将这些设备精确放置在需要的地方要容易得多，而且一个室外冷凝器可以为多个冷却装置供电。这些设备可以为加密货币矿工节省大量能源。

就目前的情况而言，电力是制约加密货币采矿的一大瓶颈。国家和国际***在制定目标时优先考虑建设弹性智能电网，依靠物联网实现电力和数据的双向流动。

使用可再生能源和物联网的能源网络更具弹性且性能更强，构建这种网络为加密货币矿工带来了机遇。一些规模更大的业务正在太阳能和风能富足的地区开设工厂。其他矿机在夜间工作，以抵消其运营在用电高峰时段对能源消耗的巨大影响。

以德克萨斯州的一次采矿作业为例，在最热和电费最贵的日子里，每次只需关闭30分钟就可以从能源消耗中获利。夜间，他们可以“在电路板能承受的范围内尽可能地减少运营”，同时将合同约定的电力供应返售予公用事业公司。

区块链和物联网：卓有成效的结合

物联网和加密货币已经找到了恰当的方式互通有无，相得益彰。物联网和区块链的结合可能会带来丰硕的成果，围绕这一话题的研究与讨论正在以不同方式有序进行。

物联网设备依赖于现场数据的高速交换和分析。在这里应用区块链可以确保系统的可靠性更高且数据传输的安全性更高。自主性对于业务效率而言至关重要：通过区块链推动物联网交互，设备之间可以直接交互，无需涉及远程服务器。

分别应用于物联网和加密货币的技术相得益彰，促进彼此发挥出最佳效果。

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很多人不知道区块链是什么，这边给大家详细的介绍一下，区块链就是颠覆旧模式的新技术，就像人们容易忽视看不见却不可或缺的氧气一样，人们往往忽视了市场经济中至关重要的东西，那就是信任。没有信任，任何交易都无法成立。

此外不同的种族、民族、文化、宗教信仰等，会形成信任鸿沟。由于陌生人之间缺乏相互理解和必要的信任，交易很难发生。市场经济在陌生人中大量出现。市场经济的产生和发展在于一种新机制的诞生，它解决了陌生人之间的信任问题。

解决信任问题最重要的机制是“信任中介”制度和模式，你和陌生人信任的第三方是信托中介，政府是信托中介，银行是信托中介。在当今的地球村时代和互联网时代，你把商品卖给永远不会见面、千里之外的陌生人。没有信任中介的保证，交易就更不可能了。在互联网时代，区块链技术开始发挥作用。

如果区块链技术将来被广泛应用，你就不用去银行证明你的收入和资产，不用去警察局证明你是否结婚，不用去要求公司的人员证明你的雇佣关系，不用去敲无尽的红色公章和看各种丑陋的面孔所有这些都记录在不变的区块链。当你需要和授权的时候，似乎全世界都可以做你的见证。

区块链的概念最早是在2008年由比特币创始人中本聪撰写的论文中提出的，区块链可以理解为一种公共会计的技术方案，所有数据都将公开透明，不需要中央服务器作为信任中介，从而在技术层面上保证信息的真实性、不变性和可信度，数据的不变性非常重要。

由于区块链具有大规模扩展、数据公开透明的技术特点，并且由于每个客户端的数据都是一致的，即使部分客户端被破坏，也不会影响数据安全的可靠性，尤其是可以有效解决陌生人之间的信任问题，因此这项技术可以扩展到所有可以数字化的领域，如数字货币、支付清算、数字票据、权益证明、征信、政务服务、病历等，如果区块链技术发达了，未来将与大家息息相关。

区块链正在开始一场对货币的革命。区块链应该是具有比特特性的流动性，而不再是货币特性。

根据拉德克利夫报告中指出“只有流动性才是货币政策影响经济的传导机制”，人们的支出并不受现存货币量的限制，而只是通人们预期他们能得到的货币量有关，这些货币可能是作为收入而获得的，也可能是通过出卖资产而获得的，抑或是借来的。区块链通过token来标记价值，所有资产都能够被极简易的在区块链上表达，资产交易所的构造和边际成本趋于零。毛球科技技术研究部认为，这是区块链的核心技术之一，它所带来的是在零边际成本场景下，流动性的爆发。

只有流动性才是区块链价值的传导机制

货币的流动性通俗来讲是指货币在流通过程中不发生损失的情况下迅速变现的能力。而随着信息化进程加剧，要求货币更具有简便、快速的交易，纸币现在流动性的变现形式已经远低于电子货币。

互联网金融时代下，“流动性”完全可以解释为“超越纸币形式表现价值的信息流”。

我们都知道，中央银行体质离开了对价值背后的信息流的控制就无法生存。因为中央银行货币政策的实质，就是控制价值信息流，或干脆说否定“信息流”。这也是几年来通货膨胀加剧的原因之一。

而电子货币之所以逐渐强于纸币的流动性特征在于，纸币价值在互联网昌盛之前，是因为它能够提供高于像黄金、白银等信息流价值。所以，电子货币的实质也就是直接的价值交换，形式载体是数字信号通过网络交换的信息。这与“流动性”的特征也就完全相符合。

虽然在上个世纪无从得知区块链的情况，但是基于流动性分析，还是准确把握了货币后世的价值特征。而现在对于区块链，人们大多数谈的都是它的技术方面，很少触及到价值内容方面。

但是，如果各央行“量化宽松被区块链追踪到利益的流向，技术马上就会“现形”为利益。

区块链是分布式的一般等价物，还是分布式的具体使用价值

区块链可以对交易的货币流动事实进行分布式的记录和计量，在基于区块链技术的分布式交易记录系统中，各节点成为独立的产品消费者，各主体平等分散决策，所有交易公开，交易节点可以匿名，保证节点账户的安全性，分散化管理无需中心服务器，规避昂贵的运维费用，降低成本。

区块链虽然形式上与货币相比，去中心化了，但它处理的流动性，仍然是基于一般等价物。

我们都知道区块链的出现基于日益严重的中心化问题，从一般等价物理论来看，一般等价物的出现是因为现存价值形式的等价物不能适应日益增长的交换需要，所以需要一种新的等价物出现，来补足现存等价物的缺点。

法国生物学家雅克·莫诺在1970年出版的《必然性和偶然性》中提到：事物的发展存在必然性。区块链之所以被设计为一般等价物的流动性账簿，也就不言而喻了。当然，根据中国社科院信息化研究中心姜奇平“区块链与货币哲学”的观点，区块链现在仅仅是被设计为一般等价物的分布式系统，如果未来不再是一般等价物特征唱主角，那么未来的流动性将需要在利用、使用、服务应用中体现价值。所以毛球科技技术研究部认为，未来区块链不应该只在技术上体现分布不分布，更应该体现在具体价值应用上面。

海德格尔在他的巨著《存在与时间》中提出了哲学概念：此在。这里用来形容区块链再好不过，即上帝不会甘于作记帐手段，他要活在当下与此在的目的中。意思是，区块链要长久的发展，那么就必须发展出一种情境化使用的功能，作为此在存在者，而不是昙花一现。

区块链如果不再是一般等价物，如何看待流动性

从姜奇平流动性的观点看，贝壳、货币、区块链是流动性在不同历史时期，不同价值逻辑下的不同载体。货币作为流动性，忽略掉价值的使用特征，这种使用特征从来是具体的、本地的、当下的，因而只能是分布式的。

毛球科技技术研究部认为，区块链在抓住货币这种流动性的分布式特征时，虽然早期会把它当一般等价物的记帐薄应用，但最终必然要对其进行否定之否定，发展出一种对应服务的估值功能。

首先需要了解网络通信方面的相关内容，其次是数据储存、加密技术、共识机制和安全技术，最后是跨链技术和链下技术。个人认为要学习区块链应该从实践出发，如果是程序员可以去区块链相关的公司接触相关的业务，在工作中学习。我之前在煊凌科技工作，公司在区块链开发方面的实力和经验都很不错，不管是工作还是合作都是不错的对象。

从名字上可以看出“区块链”是由“区块”和“链”组成的。一个个的区块（数据块）通过某种方式连接在一起就形成了一个区块链。

　　区块数据包含哪些呢？通过什么方式连接在一起呢？

　　可以看到区块中包含区块头和前个区块头的哈希值，这样就确定了所有的区块可以按照一定的顺序链接在一起。其中哈希值是按照哈希加密的函数来实现的。在C/C++语言中有指针这个概念：指针就是地址，一块内存数据在内存中的地址。区块链也是根据类似的概念把每个区块的哈希值作为下一个区块的地址。

　　什么是哈希值？

　　哈希值就是一组数据的“摘要”，是通过哈希加密算法生成的一组字符串。而且秘钥有一组秘钥，公钥和撕咬，公钥提供给外界来加密数据，用来解密数据。通过公钥加密好的数据，只能通过私钥来解密，即使别人有拿到数据有公钥也无法解密数据。这样就保证了数据安全性。私钥也可以作为这个节点的唯一身份验证，这样就保证了每个节点的隐私，实现了匿名。如果其中一个节点修改了其中的某部分数据，那么这个区块的哈希值就会发生变化，从而导致后面的所有区块都会发生变化，当这个区块把修改好的数据通知其他区块时，其他的区块发现发过的数据与自己保存的数据不一致，就拒绝接受数据写入自己的账本中。从而保证了数据的一致性。

　　什么是去中心化？

　　通常大家所有的QQ、微信等，都是有一个后台服务器的，统一的处理各个手机传过来的数据，通过服务器统一来处理。区块链技术就是取消统一的服务器处理，每个节点即使客户端又是服务器。当某个节点通过网络发送数据后，其余的节点接收到数据然后通过一系列的验证，确认数据没有问题后，写入到自己的区块中。这个节点就是服务器，其他节点就是客户端。同样的，当这个节点接收到数据后，其他某个节点就是服务器，这个节点就是客户端。这样做的好处就是去除了服务器，每个节点可以独立的处理数据，节约成本。

　　如何保持数据一致性？

　　所谓数据一致性就是所有节点的数据或者状态在同一时刻保持一致。区块链的本质是一个分布式的应用软件，如果是中心化的场景，达成一致是不成问题的，因为只有个数据备份。分布式环境中，是通过网络来传递数据，而且在网络环境中可能是不可靠的、延时甚至出现故障、关机重启等各种各样影响数据一致情况。

　　FLP定理 :不要浪费时间去为了异步分布式系统设计在任意场景下都能实现共识的算法，在允许节点失效的情况下，纯粹异步系统无法确保一致性在有限的时间完成。

　　CAP定理：分布式计算系统不可能同时确保一致性、可用性和分区容错性，这三者不可能兼得。

重庆金窝窝分析区块链技术的定义如下：

1，区块链是一个放在非安全环境中的分布式数据库（系统）。

2，区块链采用密码学的方法来保证已有数据不可能被篡改。

3，区块链采用共识算法来对于新增数据达成共识。

具有以上三个性质的系统，就是区块链。

区块链应用有数学货币、支付清算、数字票据、权益证明、银行征信

各个应用具体讲解如下：

1、数字货币

目前区块链技术最广泛、最成功的运用是以比特币为代表的数字货币。近年来数字货币发展很快，由于去中心化信用和频繁交易的特点，使得其具有较高交易流通价值，并能够通过开发对冲性金融衍生品作为准超主权货币，保持相对稳定的价格。数字货币建立了主权货币背书下的数字货币交易信用，交易量越大，交易越频繁，数字货币交易信用基础越牢固。一旦在全球范围实现了区块链信用体系，数字货币将成为类黄金的全球通用支付信用。

2、支付清算

现阶段商业贸易交易清算支付都要借助于银行，这种传统的通过中介进行交易的方式要经过开户行、对手行、央行、境外银行。在此过程中每一个机构都有自己的账务系统，彼此之间需要建立代理关系，需要有授信额度；每笔交易需要在本银行记录，还要与交易对手进行清算和对账等，导致交易速度慢，成本高。与传统支付体系相比，区块链支付为交易双方直接进行，不涉及中间机构，即使部分网络瘫痪也不影响整个系统运行。如果基于区块链技术构建一套通用的分布式银行间金融交易协议，为用户提供跨境、任意币种实时支付清算服务，则跨境支付将会变得便捷和成本低廉。

以跨境汇兑为例，如果我在本国的一家小型银行开户，向境外另一家小型银行汇款，传统SWIFT体系下的转账过程中需要如下步骤:第一，我向自己所属的小型银行提交申请；第二，小型银行向签有汇兑条款的同国大型银行提交申请；第三，大型银行电汇境外合作银行；第四，合作银行向境外小型银行汇款。目前而言，根据所在国不同，该过程需要10分钟到两天不等。如果使用基于区块链的结算技术，在汇出人民币的同时在做市商处进行挂单，世界上某个参与体系的交易银行接单，双方握手从而完成兑换，支付平均确认的速度则在几秒之内。

3、数字票据

数字票据是结合区块链技术和票据属性、法规、市场，开发出的一种全新的票据展现形式，与现有的电子票据体系的技术架构完全不同。数字票据的核心优势主要表现在:一是实现票据价值传递的去中介化。在传统票据交易中，往往票据中介利用信息差进行撮合，借助区块链实现点对点交易后，票据中介将失去中介职能，重新进行身份定位。二是有效防范票据市场风险。区块链由于具有不可篡改的时间戳和全网公开的特性，一旦交易，将不会存在赖账现象，从而避免了纸票“一票多卖”、电票打款背书不同步的问题。三是系统的搭建和数据存储不需要中心服务器，省去了中心应用和接入系统的开发成本，降低了传统模式下系统的维护和优化成本，减少了系统中心化带来的风险。四是规范市场秩序，降低监管成本。区块链数据前后相连构成的不可篡改的时间戳，使得监管的调阅成本大大降低，完全透明的数据管理体系提供了可信任的追溯途径，并且可以在链条中针对监管规则通过编程建立共用约束代码，实现监管政策全覆盖和硬控制。

4、权益证明

区块链每个参与维护节点都能获得一份完整的数据记录，利用区块链可靠和集体维护的特点，可对权益的所有者确权。对于存储永久性记录的需求，区块链是理想解决方案，适用于土地所有权、股权交易等场景。其中股权证明是目前尝试应用最多的领域，股权所有者凭借私钥，可证明对该股权的所有权，股权转让时通过区块链系统转让给下家，产权明晰，记录明确。整个过程无需第三方的参与。

在伦敦举办的2015年欧洲卓越贸易技术金融新闻奖的主题演讲中，纳斯达克首席执行官BobGreifeld宣布，该交易所打算使用区块链技术管理代理投票系统。代理投票本来是由一家上市交易所使用的一项重要而又费时的操作，区块链技术的应用可以让股东们不必出席公司周年大会就能参与投票，人们用自己的手机就能投票，并且永远保存投票记录。区块链技术被视为股权交易领域能够在更短时间内确保透明交易的先进技术。

5、银行征信

目前，商业银行信贷业务的开展，无论是针对企业还是个人，最基础的考量是借款主体本身所具备的金融信用。各家银行将每个借款主体的还款情况上传至央行的征信中心，需要查询时，在客户授权的前提下，再从央行征信中心下载参考。这其中存在信息不完整、数据不准确、使用效率低、使用成本高等问题。在这一领域，区块链的优势在于依靠程序算法自动记录海量信息，并存储在区块链网络的每一台计算机上，信息透明、篡改难度高、使用成本低。各商业银行以加密的形式存储并共享客户在本机构的信用状况，客户申请贷款时不必再到央行申请查询征信，即去中心化，贷款机构通过调取区块链的相应信息数据即可完成全部征信工作。

总之，区块链已经成为金融业创新的热点之一，但是，作为新生技术,区块链同样也存在着相当大的风险。目前基于区块链技术的结算体系对监管风险非常敏感，如果参与者担心监管政策的不确定性，可能会导致支付体系因不稳定而崩溃。另外，由于其运营权由开发商掌握，显而易见的技术缺点在于，如果运营商本身掌握全网51%以上的算力，就能够实现双重支付，导致信任崩溃。这也是区块链技术在应用过程中需要解决的重要课题。