美參議院最新聽證會：挖礦影響公共用電，區塊鏈能否解決電網安全？區塊鏈
安全，能效與公眾信任問題考驗區塊鏈的應用及創新。
Bianews報道 美國參議院委員會于當地時間8月21日，就區塊鏈及類似技術的能效問題，以及此類技術在能源行業的網絡安全可能性舉行了聽證會。
美國全國研究創新聯合會主席Robert Kahn、西北太平洋國家實驗室能源與環境理事會首席網絡安全和技術組負責人Paul Skare、美國電力科學研究院技術創新項目經理Thomas Golden、美國能源網絡基金會常務董事Claire Henly、普林斯頓大學計算機科學系副教授Arvind Narayanan等參與會議，并發表了觀點。
聽證會聽取并討論了區塊鏈及其相關技術的應用，以及在能源行業中使用這些技術的網絡安全可能性。探討區塊鏈及其相關技術是否會對能源基礎設施產生重大影響，以及在保障能源基礎設施安全方面可能提供的網絡安全優勢。
區塊鏈能效問題
聽證會上參議員，提出新加密礦池帶來對當地能源需求的增長，對公用事業提供商帶來壓力，甚至可能損害電網。此外這也可能會導致供應商客戶的成本增加。
與會嘉賓對此表示，電力公用事業公司應該在一開始與社區討論為這些公司提供電力的問題，作為解決基礎設施問題的一個開端。但能源問題仍是影響比特幣等區塊鏈應用規模的重要問題。
另有議員表示，尋找PoW的替代方案可能是一種解決問題的方法，并指出雖然它們都需要大量的功率，但是利用證明和權威證明算法更加節能，并且可以作為擴展區塊鏈的可行替代方案而不需要大量的電力。
但也有嘉賓表示關于礦業對能源的影響多見于媒體報道，鮮有關于加密貨幣采礦影響的定量研究。他認為想要了解加密貨幣行業對美國電網潛在的長期影響，需要理解對加密貨幣的需求彈性。
區塊鏈能否解決電網安全問題
作為聽證會討論的重點問題，區塊鏈安全問題，有與會嘉賓表示區塊鏈具有解決能源系統網絡安全風險的潛在優勢，可視為解決能源網絡安全的技術工具之一。
但也有嘉賓觀點表示區塊鏈本身并不保證任何系統的安全，而是旨在提供以數字形式記錄的事件的可信記錄。是否獲取用戶信任并非是技術問題，而是用戶主觀的選擇和信仰問題。
他表示人們也應當認真考慮所有其他有保護力的、安全的方式，不過他指出無論人們從哪里獲得對數字對象的信任，都將基于強加密應用，無論是用于身份驗證還是隱藏內容。
以下是Bianews總結的聽證會要點實錄：
挖礦行業對電力的需求對當地公用事業造成嚴重壓力
Lisa Murkowski
參議員、參議院能源和自然資源委員會主席
挖礦行業需要大量電力，礦工們蜂擁到電價最低的地方，一夜之間對更多電力的需求會對當地公用事業造成嚴重壓力，并影響電網，而這個新領域又需要電力支持多久呢？這也可能會導致供應商客戶的成本增加。
加密貨幣能源成本過高可能會導致普通民眾對于能源成本的疑問，比如：我和我的家人可能不是那些從區塊鏈和比特幣中受益的人，但我想知道，我的利率將會為這個基礎設施買單嗎？而解決方案就是尋找PoW的替代方法。
現在，一些地區開始做出回應。紐約州最近授權其市政公用事業公司向加密貨幣礦商收取比其他消費者更高的水電費。魁北克要求加密貨幣礦商競標電力，并以就業和投資的形式量化其社區影響。
與此同時，電力公司將區塊鏈視為一種通過安全能源交易平臺提高消費者參與度和電網效率的方式。波多黎各正在研究此概念，集中在微電網上以更有彈性的方式做重建，并使用區塊鏈技術在運營微電網公司之間進行電力交易。
挖礦電力占比正增加
區塊鏈在清潔能源經濟領域展現出巨大潛力
Maria Cantwell
民主黨參議員、參議院能源和自然資源委員會高級成員
比特幣是區塊鏈的重要應用，比特幣挖礦對政府相關監管部門來說是重要課題。
在能源領域，區塊鏈使人們可以進行點對點對等交易，電力消費者可以直接通過區塊鏈應用從特定能源供應商處購買能源。
但區塊鏈也為政府能源機構帶來了其他挑戰，比特幣挖礦是最近很流行的現象，用于挖礦的電力占比正在增加，一枚比特幣交易所耗電量相當于一個荷蘭家庭一個月消耗的，這也是政府公共事業部門正在面臨的一大課題。
但區塊鏈也有其他優秀的應用，能保障現有能源電力系統的網絡安全，能促進清潔能源公司發展，越來越多的清潔能源公司正在使用區塊鏈應用。
區塊鏈在清潔能源經濟領域展現出巨大潛力。區塊鏈最基礎的功能是每一個獨立計算機都參與到對數字交易的分類記錄管理中，解決了權利中心化問題，同時降低數據泄露風險。
要了解加密行業對電網的影響需要理解加密貨幣的需求彈性
區塊鏈是保障能源系統安全必須開發的工具之一
Paul Skare
美國西北太平洋國家實驗室能源與環境理事會首席網絡安全和技術組負責人
盡管媒體對日益增長的加密貨幣采礦社區的規模，和對美國電網的影響一直有廣泛的報道，但鮮有關于加密貨幣采礦影響的定量研究。
從新聞報道和傳聞中了解到的無非是，一些公用事業公司上門調查意外負載，發現一排排電腦機架在住宅和商業領域進行加密貨幣挖掘。
理解對加密貨幣的需求彈性，是了解加密貨幣行業對美國電網潛在的長期影響的必要項。
美國電網正迅速從大型發電站和被動式能源負荷，轉變為一個更加動態的電網，其中分布式能源發電資源不斷增加，“智能”負荷也更加活躍。隨著電網中可再生能源的增加，以及一些較老的大型發電機的退役，發電機慣性——對交流電力系統的可靠運行至關重要——變得緊張起來。
區塊鏈技術在保護具有事務屬性的能源交付系統(EDS)方面顯示出潛力。通過區塊鏈技術提高識別、控制和安全網格設備的能力，可以提高實時能源業務的安全性和可靠性，而不會增加成本、延遲、互操作性或規模問題。
區塊鏈非常適合促進更高效和分散的能源交易，但這些特性也帶來了一些潛在的挑戰：如比特幣的故障集中在應用層，當用戶丟失簽署交易或數據內容所需的私鑰時，比特幣就會被盜或丟失。
又如如果不需要的數據保存在區塊鏈中，則很難更改。要想更改，可能需要另一種方法——控制或折衷51%的節點，以達成共識。
大數據管理區塊鏈帶來的挑戰則是在某個時候，區塊鏈可能會被存儲的數據量所淹沒。因而，確保數據以有效的格式存儲，以最小化存儲在區塊鏈中的總體數據量非常重要。
還有端點安全性，無論解決方案的區塊鏈方面有多安全，端點(區塊鏈技術兩端的解決方案的一部分)與任何其他軟件一樣容易受到漏洞的攻擊。
將區塊鏈技術集成到數字服務中，同時與“更好地保護”電網平行，就需要利用這些高性能計算、分析、深度學習和控制理論的基礎科學和技術工具，為網絡、數據和網格控制系統開發更有彈性的系統設計。這些將使系統更好地防御不可避免的攻擊，并最終快速恢復。
美國能源部在電網網絡安全基礎科學、應用技術和公私伙伴關系方面的投資是美國電力系統及其相關基礎設施有效、綜合的國家網絡預備戰略的重要組成部分。
保護電網是一項長期的努力，需要一系列的戰略和新技術，區塊鏈只是努力實現保障能源系統安全的目標時必須開發的工具之一。
電力公司與社區應在最初考慮加密企業供電問題
比特幣能源使用將阻止比特幣的規模化
Thomas Golden
美國電力科學研究院技術創新項目經理
能源交互被定義為一種技術，用于管理電力系統內的發電、消耗或電力流動，方法是使用經濟或基于市場的結構，同時考慮根據一個值做出電網可靠性決策。這些決策可能與經濟交易類似，也可能只是字面上的經濟交易。
區塊鏈被看作是能量交互的推動者。盡管區塊鏈領域的創新正在迅速擴展區塊鏈的功能，但在將支持區塊鏈的技術部署到分銷和傳輸網絡中相關的標準、可伸縮性、能源使用和潛在投資回報方面仍存在問題。
任何能源交互系統所面臨的挑戰是，它必須在不同的設備上運行，通過電網的許多級別：消費者、微電網、饋線、配電系統運營商和傳輸系統運營商來實現交易。
這些交易將在客戶和公用事業，以及任何愿意的買家和賣家(prosumer)之間進行。區塊鏈可以潛在地解決這個挑戰，并提供一個平臺來處理上面描述的內容。
不管設備的類型如何，如果市場構造是標準化的，那么設備只需要能夠與使用區塊鏈的市場交換價格/能源數據。在能源領域，幾乎所有的注意力都集中在區塊鏈對跨能動性或可動性(例如，電動汽車支付的支付平臺)的支持能力上。
然而，目前存在一些監管障礙，這些障礙將交易限制在客戶與其本地公用事業公司之間，以及利用基礎設施有關成本、投資回報和所需設備能力的問題。
與傳統的智能計量一樣，地理和拓撲結構的差異也會影響所需通信網絡的設計。在紐約市中心，寬帶連接無處不在，這種交互計量方式可能是可行的，但在通常僅限于電力線載波(PLC)或間歇性通信的農村地區，可能就行不通。
電力公用事業公司應該在一開始與社區討論為這些公司提供電力的問題，作為解決基礎設施問題的一個開端。但即使是加強一些地方的電網也不夠。比特幣的能源使用將阻止比特幣的規模化，這是一個令人擔憂的問題。
PoS和PoA算法代替PoW更加節能
Claire Henly
美國能源網絡基金會常務董事
區塊鏈有應用潛力，可以使能源市場更有效率和更開放。但也仍有障礙要克服，美國需要應對挑戰，并在能源領域確立區塊鏈的價值。
比特幣和以太坊等早期區塊鏈是能源密集型的，但在開發后期，有比這兩種能源密集型程度要低得多的替代品。業界已經清楚，比特幣和類似網絡的能耗是一個需要解決的關鍵問題，這可能會阻止比特幣等的擴展。
隨著比特幣的日益普及，能源使用量也在不斷增加。據估計，比特幣的全球用電量每年增長約1 TWh至32 TWh之間，1 TWh為大約9萬戶美國家庭的年用電量，32 TWh相當于丹麥的年用電量。一筆比特幣交易的耗電量相當于美國普通家庭每周的耗電量。
而這僅僅是比特幣，還有數以百計區塊鏈應用。比特幣的改變可能需要更長的時間，但隨著現有的網絡不再支持認證，該行業的整體能源使用量將會下降，新的網絡開始使用PoS和PoA。雖然PoS和PoA也需要大量的功率，但相比之下算法更加節能，并且可以作為擴展區塊鏈的可行替代方案。
美國能源網絡基金會正在運行一個權威認證測試網絡，該區塊鏈網絡將于2019年上線。而在區塊鏈演示和專業技能方面，歐洲遠遠領先于美國。如果沒有進一步的研發資金，隨著這項技術的迅速發展，美國可能會落后。
區塊鏈是解決能源網絡安全的技術之一
Arvind Narayanan
普林斯頓大學計算機科學系副教授
數字貨幣挖礦是一種零和游戲：挖掘特定的加密貨幣每單位時間可以獲得的總收入是固定的。就比特幣而言，大約是每10分鐘12.5比特幣。
如果市場參與者不愿由一家公司控制平臺，以區塊鏈為基礎的市場可能比集中交易平臺更具吸引力。
區塊鏈能使消費者以一種“對等”的方式直接交易彼此的電力，例如，通過買賣過剩的屋頂太陽能發電。然而，p2p交易仍然需要公用事業公司的合作，他們最終控制著電力的實際流動。
控制能源消耗和發電的智能合約可以在很大程度上獨立于區塊鏈技術。此外，還可以將能源交易與能源消耗的自動化控制相結合。
但在實踐中，區塊鏈應用程序常常達不到所聲稱的優勢。如果沒有一定程度的集中調控，很難開發新的區塊鏈，而技術開發人員不可避免地擁有控制生成平臺的重要能力。
區塊鏈有潛力支撐各種類型的現有能源和新能源市場。目前，這些應用程序中有許多都是投機性的，區塊鏈技術只是實現這些應用程序的一種途徑，既有潛在的好處，也有缺點。
至于網絡安全，區塊鏈具有解決能源系統網絡安全風險的潛在優勢，政策制定者應該把它視為解決能源網絡安全的幾種可能的技術工具之一。
區塊鏈只是實現數字對象的一種特殊方式
并非建立信任所必需
Robert Kahn
前美國總統科技顧問、“互聯網之父”、美國全國研究創新聯合會主席
加密貨幣是今天區塊鏈概念最流行的領域。區塊鏈本身并不保證任何系統的安全，而是旨在提供以數字形式記錄的事件的可信記錄。
最終在數字世界中，最強大的保護就是其中使用的加密學。隨著計算機變得越來越強大，我們可能需要重新加密那些曾經被認為具有足夠強大加密能力的數據。
說區塊鏈技術提供信任不是因為它使用了強大的加密技術，而是因為區塊鏈這樣涉及到多個分布式系統和不同的組織，可以很容易地確定對任何一個塊或塊的子集的更改。這種方法需要許多系統、大量數據存儲以及在適當長時間內維護這些記錄的能力。
區塊鏈的這種建構方法并不是建立信任所必需的。還有其他同樣有效的方法來建立信任嗎?這完全不是一個技術問題，甚至不是一個事實問題，而是一個關于主觀信念問題。
區塊鏈技術只是實現數字對象的一種特殊方式。但人們也應當認真考慮所有其他有保護力的、安全的方式，并相信能源系統是安全的，不會被破壞的。
而無論人們如何獲得對數字對象的信任，都將基于強加密應用，無論是用于身份驗證還是隱藏內容。不能在短期內對所有應用一刀切，決策重點還要看所選擇的方式的整體效率。
Bianews總結
本次由參議院能源和自然資源委員會舉辦的聽證會最終沒有得出確切結論，但基本肯定了區塊鏈加密技術在能源網絡安全領域的應用潛力，同時指出不可忽視的有待解決的能效問題。
最后，委員會主席Murkowski指出，聽證會對委員會成員來說是有教育意義的，也可能為更多需要的人提供了值得參考的內容。
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