Chia网络是如何运作的？

Chia被誉为环保节能的区块链。这个项目的愿景就是让每个人都可以参与挖矿，同时最大限度地减少对环境的破坏。 

一个绿色的网络

Chia由BitTorrent的发明者Bram Cohen于2017年创立。它的主要功能是智能交易平台。该网络最大的亮点就在于它采用了一种绿色环保的运营方式，同时它还兼顾了去中心化、效率和安全性。 

今年开始，Chia就把绿色理想付诸行动。 

3 月，Chia 推出了用于“耕种”(farming)的主网，耕作是 Chia网络上的说法，意思是环保版本的挖矿(mining)。

5 月 3 日，该网络又实现了另一个重要里程碑。在这一天，Chia发布了绿色数字货币 Chia (XCH) 以及编程语言 Chialisp，实现了“智能代币”(smart coin)交易的可能性。  

Chia还实现了“自2008年比特币以来的第一个新的中本聪共识算法”。 

XCH 和 Chialisp

Chia网络出于对加密货币的信念创造了它的原生代币XCH。这种信念指的是，加密货币应该比现金更易于使用，更难丢失，几乎不可能被窃取。

从实用性的角度上来说，开发绿色数字货币可以奖励 Chia 区块链上的耕种者(farmers)。

Chia使用的是一个增强版的比特币的未花费交易输出系统(unspent transaction output system,UTXO)。作为farmers，前三年每个区块可以获得2个XCH的区块奖励。

你知道吗——什么是UTXO?

未花费交易输出(UTXO)，全称Unspent Transaction Output。 

每笔交易都有输入和输出，别人付给你的钱是“交易输入”，你付钱给别人就是“交易输出”。当你没支付出去之前是“未花费的交易输出”，一旦你支付出去，就变成了真正的“交易输出”。 

UTXO取代了传统的账户余额系统，用以快速计算用户有多少数字资产。为什么中本聪采用UTXO的方式，而没用账户余额系统呢？

假设比特币和传统货币一样，使用账户余额系统，首先需要一个数据库，记录所有人的余额。这里假设全世界使用BTC的用户有10亿用户，每个人每天交易10次，那么平均每秒余额变动将达11万次，如果按照这个频次继续下去，用不了多久相关数据就会撑爆线上的服务器。 

而UTXO的方案简单到极致：只确认交易本身，具有极大的优越性：

1. UTXO不能分割，只能被消耗，独立的数据结构大大减少了计算量；

2. UTXO配合地址使用，具备天然的匿名性，保证了账户的安全；

3. 因为地址的存在，UTXO的销毁和产生，都可追溯，很难伪造。

据该网络称，在Chia代币推出之前的几天里，该网络就以超过100,000个全节点，成为全节点数最多，最去中心化的区块链。

该网络使用一种被称为 Chialisp 的“智能代币(smart coin)”语言运行。与之前的其他区块链不同，Chia区块链上的所有东西都包含在智能代币里。

智能代币(smart coin)将智能合约(smart contract)和智能交易(smart transaction)功能合二为一。通过 Chialisp，网络上的应用程序可以用于银行、支付、资产结算和交易。Chialisp 的主要特点包括：

-彩色代币(Colored coins)

-数字身份钱包(Digital identity wallets)

-限价钱包 (Rate limited wallets)

-授权收款人钱包 (Authorized payee wallets)

-多重签名钱包 (Multi-signature wallets)

-可恢复钱包 (Recoverable wallets)

-原子交换 (Atomic swaps)

环境危在旦夕

加密世界从不休息，每一天都在高速进化。而这带来的很大的一个问题是，能源使用效率和专业挖矿设备相关的环境影响。

比特币当前的能源消耗为 95.45 TWh，每年的二氧化碳排放量为 45.34 公吨 (mt)。这些数字相当于香港等全球主要城市的能耗。

两周前，特斯拉已停止使用比特币付款。CEO马斯克表示做出这一决定的主要考虑的是，比特币对环境的影响，也就是它的高能耗。

马斯克还指出，如果以后比特币使用可再生清洁能源，特斯拉将重新接受比特币，公司将转向其他能源消耗小于比特币交易能耗的1% 的加密货币。 

工作量证明模型(POW)已经被证明不利于保护环境。一些项目开始尝试使用权益证明模型 (POS) 来试图解决这个问题，例如 Ripple和Cardano。而这正是Chia诞生的背景。

时间和空间证明

Chia可以通过其新的共识协议为加密世界内的新一波发展浪潮奠定基础。该网络的“时空证明”是同类证明中的第一个。它提高了farming (mining)行业中的能源效率，解决了传统 POW 协议中的中心化问题。

时空证明，通过将存储空间和存储时间的结合以及“可验证的延迟函数”（verifiable delay function, VDF），以实现其对安全性和效率的承诺。 

参与链上farming的人首先需要在硬盘上创建“图 (plots)”，然后在接下来几年将利用硬盘空间来参与该共识机制，验证Chia 区块链上的新区块。”

这种方式解决了传统挖矿产生的巨大电费。同时，farmers也不需要使用专门的矿机来验证交易。

Chia的环保做法对加密行业来说是全新的。但他们的协议未来能否以他们想要的方式实施，同时持续吸引farmers和开发者，这还有待观察。

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作者 | Savannah Fortis

翻译&校对 | 林芒果

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