隨著比特幣、以太坊和其他貨幣的采用率增加，它們正在迅速接近生存危機，如果加密貨幣要實現其主流采用的承諾，就需要解決這個危機。這場生存危機就是加密貨幣挖礦對生態的影響。越來越多的能源被用于開采比特幣，隨著氣候變化成為一個日益迫在眉睫的問題，找到一個生態可持續的解決方案不僅是合乎道德的，也是必要的。

幸運的是，并非所有區塊鏈都遇到同樣的問題。例如即將推出的 Ethereum 2、Algorand、Solana 和其他項目。這些區塊鏈可以支持相同級別的交易，但能源成本只是其中的一小部分。

  挖礦是為了什么？為什么要消耗這么多能量

要了解挖礦的用途，就必須了解它解決了什么問題。任何分布式系統都需要找到一種同步狀態的方法，以便所有參與者之間都知道系統的“真實”狀態。這被稱為共識。對于區塊鏈，這意味著網絡上的所有礦工都需要了解區塊鏈上的最新區塊。如果沒有這種意識，事情可能會失去同步，系統最終可能會從一個塊中分出兩條鏈。這種不同步稱為分叉。

為了達成共識，分布式系統必須有一種機制來決定哪些數據是“最新”的數據，并確認系統中的所有參與者都收到了最新的數據。像加密貨幣這樣的去中心化系統還有一個額外的問題，那就是必須考慮“壞人”的可能性。這些“不良行為者”可能會意外或惡意提供不良數據。當試圖在“誠實”參與者之間達成共識時，去中心化系統需要考慮到這種可能性。

工作量證明 (PoW) 機制，例如比特幣挖礦，就是解決此問題。它通過強迫礦工解決一個非常困難的數學問題來做到這一點。這為所有優秀的參與者提供了足夠的時間來接收最新的區塊并達成共識。它還通過使挖掘“錯誤”鏈的計算成本非常高來阻止不良行為者惡意分叉鏈。

參與者被激勵去解決這個數學問題，因為獲勝的參與者可以添加下一個區塊并獲得與之相關的所有獎勵。這導致了一場爭奪更多機器和更強大硬件的軍備競賽，以比其他人更快地解決這個數學問題，并引發了我們今天的加密貨幣能源危機。

  工作量證明：暴力破解區塊

比特幣、以太坊、萊特幣、狗狗幣、門羅幣等較老的加密貨幣使用工作量證明機制。這些加密貨幣中的大多數都沒有在其網絡上大量采用交易，但比特幣和以太坊已經出現，我們可以在大規模使用時衡量它們對環境的影響。

比特幣挖礦每年消耗 130.78 TWh 或大約與阿根廷一樣多的能源。每筆交易消耗 1,585 千瓦時的能源！這相當于一個普通美國家庭 2 個月的能源消耗量。以太坊消耗的能量較少，但仍然是一個過高的數量。整個網絡每年消耗 59.94 TWh 或相當于葡萄牙消耗的能源。每筆交易的電量為 119 千瓦時，大約相當于美國普通家庭 4 天的能源消耗量。

難怪加密貨幣挖礦面臨如此強烈的反對。在規模上，這純粹是不可持續的做法

  權益證明：更環保的選擇

較新的項目，如 Algorand、Polkadot 和 Cardano，以及即將到來的以太坊 2.0 升級 (eth2) 使用不同的共識機制，稱為權益證明。股權證明不依賴于困難的數學問題，而是依賴于經濟激勵。每個網絡都以不同的方式實施證明，但它們本質上都有一個系統，擁有更多硬幣的參與者可以獲得更多投票。

所有這些系統都比 PoW 好一個數量級，因為它們可以在普通計算機上運行相對簡單的任務。Eth2.0 新版本每年將僅使用 0.035 TWh。卡爾達諾希望在成熟時擁有類似數量的驗證器，并具有類似的能源性能。Polkadot 似乎提供了一種更節能的解決方案，但這樣做的原因是失去了去中心化。

  Algorand：脫穎而出？

與 Eth2 一樣，Algorand 使用權益證明并且非常節能。讓 Algorand 從類似競爭對手中脫穎而出的一件事是其純粹的權益證明機制。純權益證明允許所有工作在非常低能耗的處理器上運行。這些機器使用大約 3 瓦，因此運行相同數量的驗證器一年只需花費 0.007 TWh。這比 Eth2 或 Cardano 的共識機制好 5 倍。

此外，與 Polkadot 不同的是，Algorand 可以有更多的去中心化，因為投票分布在數十萬個驗證者而不是一千個眾所周知的驗證者上。簡而言之，盡管比特幣可能正在接近生態危機，但 Algorand 等最新的加密貨幣正在為環境更加可持續的未來鋪平道路。

Algorand 每秒可以處理超過 1,200 筆交易，很快就會達到 3,000 tps 并具有即時確定性。最重要的是，它引入了一個稱為區塊流水線的功能，將 tps 性能提高到 45,000 以上，這將使其更具可擴展性。Algorand 的最大供應量為 100 億個 Algo。algorand 上的平均交易費用為 0.001 Algo。Algorand 也被稱為以太坊殺手，因為與以太坊相比，它每秒有更多的交易量和非常便宜的交易費用。因此，許多 dapp 正在從以太坊轉向 algorand。

Algorand 憑借其稱為雙層系統的輕量級共識實現了高出塊速度。第 1 層用于簡單的鏈上智能合約。Algorand 為第 1 層實現了一個通用架構，使用一種名為 TEAL 的新語言編寫。第 2 層用于需要更長執行時間或訪問鏈下數據的更復雜的智能合約。一旦它們完成執行，只有結果和驗證它們的證書被添加到鏈中。除了雙層系統，algorand 還推出了共鏈。共鏈是建立在 algorant 協議上的私有區塊鏈。許多其他區塊鏈也提供了共鏈功能，但在 algorand 中，共鏈用戶也可以將數據傳輸到其他鏈。