區塊鏈:一文簡述能源區塊鏈架構中復雜計算的挑戰和潛在解決方案

區塊鏈技術通常在有關新能源平臺解決方案或去中心化商業模式的基礎框架的討論中發揮重要作用。由于其獨特的能力透明地記錄網絡內信息的共同狀態，它可以在日益細化的能源系統中提供不信任方之間的信任。事實上，毛球科技認為，能源行業已經是區塊鏈技術最快速的采用者之一。

與集中式系統相比，它的分布式特性、通過避免單點故障與責任分擔的高安全標準以及對更高透明度的要求可以為能源部門的需求提供附加值。能源區塊鏈應用的潛在領域是多方面的，并且已經在各種研究項目中進行了討論。

在2018年就給出了有前途的應用程序的基本概述。其中包括電動汽車充電的標準化結算、電力供應商的快速切換、綠色電力的標簽、P2P交易和平衡電力供應的證明。在過去幾年中，還實施了第一個商業用例。安多尼等人。

美聯儲：57家公司將使用即將推出的FedNow即時支付服務:7月3日消息，美聯儲在最近的一份聲明中透露，已有57家公司獲得使用其即將于7月底推出的即時支付系統“FedNow”的認證。

雖然沒有提供確切的發布日期，但值得注意的是，41家銀行和15家服務提供商已經成功完成正式測試，包括摩根大通、紐約梅隆銀行、美國合眾銀行和富國銀行等行業巨頭；一旦該服務投入運營，將準備提供即時支付。[2023/7/3 22:14:47]

在2019年對能源領域區塊鏈用例的現狀進行了全面概述，將單個項目分解為其組成部分。作者認為P2P能源交易是采用區塊鏈的主要驅動力，所有項目中有三分之一以某種形式使用它。其他特定于能源的用例包括資產管理(11%)、計量計費(9%)、電網管理(8%)或綠色證書交易(7%)。

美破產法官批準Bittrex從母公司借入250枚BTC以推進破產程序:5月11日消息，美國破產法官已批準 Bittrex 從其母公司 Aquila Holdings 借入 250 BTC（700 萬美元）貸款的請求，以幫助破產程序順利進行。Bittrex 還將通過在 6 月的聽證會上申請另一筆貸款來嘗試獲得 450 BTC，如果比特幣的價格在下個月之前保持穩定，那筆貸款將價值 1240 萬美元。（路透社）[2023/5/11 14:56:15]

一些工作建議使用公共分類賬作為優化算法的控制機制，以消除對可信第三方的需求。這種方法在P2P能源交易的背景下顯得特別有前途，在這種情況下，不存在中央控制實體，但仍需要優化和可靠地提供能量流。

澳大利亞加密立法或將延至2024年及以后:3月6日消息， 據澳大利亞財政部的一份文件顯示，該國政府計劃在2023年第二季度發布加密立法相關咨詢文件，并將在第三季度舉行有關加密貨幣許可和托管的利益相關者圓桌會議，預計要到今年年底才會向內閣提交最終報告，這可能會將有關加密立法的任何決定延至2024年及以后。同時，政府還通過文件透露，已在財政部內設立了一個專門的“加密貨幣政策部門”。（AFR）[2023/3/6 12:44:44]

除了已經提到的潛在優勢之外，在處理復雜的計算操作時，區塊鏈的使用還涉及某些限制和缺點，如下一節所述。

區塊鏈和智能合約是一項相對較新的發明，因此受到許多不同挑戰的困擾，使其在生產系統中的使用不太理想。

美元指數DXY日內大漲1.1%，現報114.38，短線走高100點:金色財經報道，美元指數DXY日內大漲1.1%，現報114.38，短線走高100點。[2022/9/26 7:21:12]

幾乎所有公共免許可區塊鏈都存在交易吞吐量不佳的問題，并且不會隨著網絡中的節點數量或提供的計算能力而擴展。與每秒處理數千筆交易的Visa等傳統系統相比，以太坊每秒只能處理約15筆交易。即使在一個時間點只能促進少量交易，智能合約中執行功能的復雜性也受到嚴重限制，因為計算成本高昂，并且由于冗余執行而導致其執行時間有限。在大多數網絡中，存儲和計算能力都很昂貴。區塊鏈網絡的透明度通常以交易和數據隱私缺失為代價。為了驗證交易的正確性，任何人都必須能夠驗證它們。公共區塊鏈，尤其是比特幣和以太坊的能源消耗非常高。這些網絡中的PoW共識機制激勵礦工花費大量資金參與和生成新區塊。能源部門在社會基礎設施中的大規模和關鍵作用需要嚴格的要求。能源領域的許多用例依賴于對敏感數據的高性能計算，由于上述原因，此時將它們集成到區塊鏈環境中將被證明是困難的。區塊鏈社區意識到當前實施中的這些缺點，并一直致力于解決這些問題的解決方案。我們區分了與相應堆棧級別相關的幾個可擴展性選項。

最受歡迎和最透明的發展之一是以太坊關于“第1層”或“第2層”可擴展性選項的討論。因為第1層是指對核心協議本身的改進，第2層選項是在基本協議的“頂部”開發的。

“分片”代表當前討論的以太坊協議的升級，旨在水平拆分數據庫并將其分布在平行鏈上，定義為“分片”。在每個分片內，狀態更新照常傳播，但分片之間的通信僅限于簡單的同步機制。這樣，分片數據可以并行處理，顯著增加每秒的事務數。

最近，第2層選項越來越受到關注，并且出現了許多提案和開發項目。這些協議中的大多數都與“鏈下”功能、數據或計算一起工作。有效性仍然通過定期或定義的事件在主區塊鏈上解決相關證明或參考來提供。

雖然這些方法僅關注交易速度方面的可擴展性，但在區塊鏈環境中提供復雜計算的問題僅部分由所提出的解決方案解決。此外，解決隱私保護智能合約問題的解決方案要少得多。密碼學中的經典技術，例如非對稱加密或散列和揭示方案，可用于保護私人合同數據，但它們的應用是有限的，并且通常需要大量已經到位的密鑰基礎設施。

因此，許多關鍵行業選擇使用訪問受限的私有區塊鏈來存儲其敏感數據。雖然這是一種有效的方法，但它削弱了原始區塊鏈理念的許多初始優勢。開放參與和分布式共識正是賦予區塊鏈強大安全模型的要素。

最近，出現了一種綜合方法，它試圖通過外包敏感數據和大量計算工作來將性能和隱私結合起來。可驗證計算的思想它們相對較舊，但它們在區塊鏈環境中的特殊應用再次引起了全世界研究人員的注意。

整個智能合約不僅僅是聚合交易，而是離線執行并發布其結果。驗證算法隨后確保結果計算正確。雖然沒有嚴格定義，但大多數VC計劃在此過程中也會將合約數據保密。

因此，可驗證計算似乎是一種合適的工具，通過提高透明度提供附加值，將區塊鏈的安全性引入能源部門的各種敏感和苛刻的用例。

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