想要擁有比特幣，可以在交易站用現金購買，如果不想花錢，就要靠「挖礦」(Mining) 挖出來擁為己有。目前在市面流通的比特幣約 1,700 多萬個，總數有 2,100 萬個，還有 300多萬個可以挖出來。挖的有多快？平均每 10 分鐘挖出來一個「區塊」(Block)，可以贏得 12.5 個比特幣，算起來一天可以挖出 144 個區塊，144 x 12.5 每天可挖出 1,800 個比特幣。

   看起來是個好買賣，可是不好做。區塊鍊 ，顧名思義，是把許多區塊用鍊子串在一起，區塊是聚在一起的許多資料項目，為了安全用多層 Hash 運算使區塊無法更改，每挖掘一個新個區塊，區塊 Hash 後產生的 Header，要等於或小於系統上的一個「標的」(Target)，算是一個「工作量證明」(Proof of Work)。

   Hash 是一個數學運算，一個數字與文字混和的字串，無論長短，Hash 之後的字串長度都是固定，這是一個安全措施的單行道，Hash 後的字串沒有辦法還原。「標的」是一個 256 位元的數值，這是一個大數目，要製造一個比它小的數目，有如樂透要靠運氣，標的越小越難猜到。所以挖寶的電腦要不斷的製造隨機數，用來製造區塊的 Header，希望數值比標的小。

   十分鐘之內，第一個猜到標的的人獲勝，可以贏得 12.5 比特幣，而網路有 100 萬淘金人，他們的專用電腦日夜轉動，所耗用能源的龐大，可想而知。據最近學者的研究，全球每年比特幣挖礦能源的碳腳印，高達 2,200 萬噸 CO₂，相當美國將近 50 萬人口的 Kanas City 排放量，或者如約旦、或斯里藍卡的全國排放量。

   這是 MIT 能源與環境政策研究中心的 Christian Stoll，以及德國慕尼黑工業大學兩位學者，在 Joule 期刊發表的「比特幣的碳腳印」文章的估算。比特幣挖礦需要特別的硬體與大量電能，對消耗的電能，從挖礦硬體製造公司（像是 Bitmain, Canaan, Ebang）IPO 提報的資料，較為準確，另外加上挖礦運作的情況，以及礦池的結構，可以大致估算用電量，然後再換算成碳腳印。

   挖礦的人分佈全球，時有報導偏僻小鎮全部的電能都用在挖礦，所以任何估算方式都不可能十分準確。即使如此，幾位學者還是估算去年 11 月份挖礦的耗電量，為 482 億千瓦小時，也就是 482 億度（想想我們家裡一個月才用幾度），從這個耗電量，換算成每年兩千多萬噸的碳腳印。

   Christian Stoll 說，寫這篇文章除了衡量比特幣的外在成本，也同時提醒大家進一步考量加密貨幣的成本與效益。近幾年比特幣的快速成長，促使挖出新比特幣的能源也成長了四倍，

   但使用的能源總量仍無法準確的轉換成碳腳印，因為不同電能來源排放不同量的 CO₂，同樣電腦使用同樣軟體，電源來自太陽能與來自燃煤電廠，在運作上相同，碳腳印卻大不相同。所以唯一較為接近的方法，是從挖礦的電腦、伺服器、網路的 IP 位址找到地區，再分析電源的來源是否乾淨。

   碳腳印的換算也許不明確，但大量能源的使用確是實情。Christian Stoll 說加密貨幣僅是第一步，區塊鍊的技術也用在別的領域，像一些後勤的工作、甚至電玩，為的是運用其高度安全、不能更改刪除的優勢，也就是這一優勢大量增加運算的負擔，相對的增加能源的消耗。

   「工作量證明」(Proof of Work) 無疑是耗用能源最多的運算，有的區塊鍊也採用耗用能源較少方式，如「權益證明」(Proof of Stake)，「權威證明」(Proof of Authority)。在區塊鍊儲存資料（增加新區塊）也是運算一大負擔，近來也有簡便的方法出現。

   由此可見，區塊鍊的使用漸漸與環保銜接了，但 Christian Stoll 還是從比特幣的消耗龐大能源，仍忍不住問一聲：我們真的要用區塊鍊嗎？

   綠色組織 Drawdown 的執行長 Jonathan Foley 說，區塊鍊幫助環境最好的辦法，就是不必存在。

   臉書發表了數位金錢 Libra，也許沒有比特幣複雜，但也使用區塊鍊！