澳门科技大学博士陈云贵：NFT普及需要抛弃PoW共识
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2022-04-14 20:54
日前，由ForeChain和零壹智库联合主办的《数字藏品的全球趋势与中国创新——全球数字藏品年度报告发布会》成功举办。本次会议由横琴数链数字金融研究院、北京邮电大学科技园元宇宙产业协同创新中心作为学术支持单位。会上，零壹智库创始人柏亮致辞，ForeChain和零壹智库联合发布了《全球数字藏品年度报告 2021》，同时邀请了多位学者、代表性企业、投资机构和行业专家，对数字藏品的全球趋势与中国创新进行深入探讨。
会上，澳门科技大学计算机技术博士陈云贵围绕NFT发展趋势和PoW共识存在的缺点，分享了题为《NFT普及需要抛弃PoW共识》的主题演讲。
开篇，陈博士认为NFT的未来趋势是大好的。当物质产品数量极大丰富后，人类的经济发展向非物质生产领域发展是必然出路。非物质产品满足人类心理和观念需要，而心理和观念可重复消费，它的边际效用是递增的而不是递减的。这就使得非物质生产没有消费的上限，人类又有了一个无限广阔的新的生产和消费领域。非物质性产品是最佳的NFT标的物。
国外大多数NFT是基于以太坊，而PoW现在是主流的共识机制，关于PoW存在的问题，陈博士分享了他的四个观点：
第一，比特币、以太坊能源消耗。比特币和以太坊的能耗每年都在递增。以太坊2022年增长明显，原因可能是基于以太坊的NFT的发展加速了以太坊的能耗。
第二，产生大量电子垃圾。电子垃圾指弃用的矿机，矿机的生命周期一般是两到三年，虽然两到三年之后还可以继续工作，但挖出来“矿”的可能性变得非常小。由于挖矿的难度系数已经被调高，如果继续使用老的设备去挖矿，电费成本抵不过挖矿产出，于是这些专门为PoW定制的矿机将被弃用，从而变成电子垃圾。加密货币挖矿产业产生的电子垃圾已经成为国外十分重视的问题。
第三，碳排放问题。由于挖矿需要消耗大量的电力，在煤炭和石化等高碳发电方式依旧是人类社会主要电力来源的情况下，电力消耗的背后是巨大的温室气体排放。研究表明，以太坊的碳排放已经相当于塞尔维亚和黑山共和国两国的碳排放总和。
第四，交易费用昂贵。NFT的铸造和NFT买卖实际上是一笔特殊的以太坊交易，NFT铸造者和出让方需要支付以太坊矿工高昂的交易打包费用。从观察到的数据来看，交易费用在几十到几百美金不等。如下图中包含三幅图片的NFT铸造过程涉及的交易费用高达964美元之高。
从上述四个角度，陈博士表示PoW共识会阻碍NFT的发展。PoS和DPoS是目前学界认可的PoW共识的替代方案，它们都从降低矿工激烈竞争的角度来提高共识性能。
以14万个挖矿参与者为例，如果选择PoS代替PoW，能耗方面可以降低99%。由于PoS共识的“币龄”的引入大幅地降低了挖矿难度，因此普通电脑即可胜任挖矿行为，且一台PC机可同时运行多个挖矿客户端，这极大地减少了能耗。“退休”下来的矿机电脑可做为日常办公使用，这与PoW矿机“不挖矿即报废”的情况不同。同时PoS共识还保留了公链高度开放性的特点。
在对比PoW和DPoS的实验中，陈博士得出结论，由于DPoS采用轮流挖矿机制，有效的避免了PoW共识中的孤块问题。在普通个人台式机上执行DPoS共识，出块速度可以达到3秒每块甚至1秒每块，这极大地提高了系统的吞吐量并降低了交易延时。
总之，从社会责任、交易费用和性能指标等多个维度来看，PoS和DPoS都将是PoW共识的合适替代方案。