La Proof of Stake potrebbe eliminare il costo energetico di Bitcoin?

• Bitcoin sulla Proof of Stake? 

Bitcoin ha un problema energetico. Grazie all'algoritmo di consenso distribuito Proof of Work della moneta, il mining di Bitcoin sta creando un'enorme impronta di carbonio. I minatori consumano circa 29.05 TWh di elettricità all’anno. Si tratta dello 0.13% del consumo energetico annuo mondiale, pari a più di 159 paesi, compresa quasi tutta l'Africa.

Insieme alla natura competitiva del mining, la crescita esponenziale di Bitcoin è in gran parte responsabile di questo dilagante consumo di energia. L’attenzione del pubblico mainstream e il boom del volume delle transazioni non hanno fatto altro che esacerbare il problema l’indice del consumo energetico di Bitcoin stima che le spese per l’energia mineraria siano aumentate del 29.98% da ottobre a novembre. 

A questo ritmo esponenziale, l’ascesa vertiginosa della criptovaluta è destinata a consumare più energia di tutti gli Stati Uniti entro il 2019.  

I fattori che contribuiscono

Per diagnosticare correttamente la causa principale di questa crisi energetica, dobbiamo approfondire la relazione tra la crescita della rete di Bitcoin e i suoi meccanismi di mining.

Secondo il modello Proof of Work di Bitcoin, i minatori competono tra loro per garantire un consenso distribuito (il mezzo attraverso il quale Bitcoin circola) sulla blockchain. I minatori impegnano la loro potenza di calcolo per verificare le transazioni inviate attraverso la rete.  

Per fare ciò, i computer risolvono gli enigmi di crittografia che proteggono ogni transazione e, una volta risolti, li archiviano come hash nei blocchi del registro pubblico. Il primo minatore che termina il blocco corrente riceve una ricompensa per il blocco in Bitcoin.

Come puoi vedere nell'immagine, la natura competitiva della prova di lavoro incentiva i minatori a impegnare quanta più potenza di elaborazione possibile nella blockchain. Più potente è la tua piattaforma di mining, più velocemente potrai risolvere le crittografie delle transazioni e maggiori saranno le probabilità di completare un blocco e ricevere i suoi premi.

All'inizio di Bitcoin, si poteva fare mining in modo affidabile con una scheda grafica o un comune processore per computer. Ma quei giorni sono ormai lontani. Man mano che sempre più minatori saltavano sul treno del Bitcoin, è stato sviluppato un software di mining più sofisticato per dare ai minatori un vantaggio. Questa corsa agli armamenti hardware è culminata nel mining di circuiti integrati specifici per l'applicazione (ASIC). In termini TLDR, i miner ASIC sono processori più efficienti e potenti di CPU o GPU.

E hanno lasciato nella polvere le procedure minerarie originali. Seriamente, se provassi a competere con le piattaforme minerarie ASIC utilizzando il tuo computer o la tua scheda grafica, sarebbe come provare a vincere il Gran Premio di Monaco con una Vespa.  

Anche un solo ASIC non è sufficiente competere con i pool minerari della grande lega. Le più grandi cooperative minerarie installano centinaia di ASIC per creare enormi pool di processori. Per rimanere competitivi con altri minatori, questi pool aggiungeranno hardware ai loro impianti per aumentare la potenza di hashing complessiva (output).

Probabilmente vedi dove sta andando. Le piattaforme minerarie ovviamente richiedono elettricità, e quanto più devono lavorare, tanto più energia consumano. Pertanto, gli incentivi competitivi del lavoro portano invariabilmente ad un aumento esponenziale del consumo di energia.

E questo non include nemmeno gli aumenti di difficoltà. Ogni 2,016 blocchi, Bitcoin subisce un aggiustamento della difficoltà. Questo aggiustamento ha lo scopo di ridimensionare la difficoltà del blocco per abbinare i tassi di hash del mining in modo che nessun minatore risolva gli algoritmi troppo rapidamente, risucchiando tutte le ricompense del blocco nel processo. Ciò significa, però, che più minatori sono presenti sulla rete, più difficile diventa risolvere gli algoritmi crittografati dopo ogni modifica. Ciò significherebbe anche che le piattaforme minerarie dovranno lavorare di più per rimanere competitive, consumando quindi ancora più energia.

Stai iniziando a farti un'idea? Più persone acquistano Bitcoin, più i minatori saranno attratti dalla valuta per la sua valutazione.  Con un numero maggiore di minatori, aumenta il consumo di energia per alimentare la concorrenza e, con una rete in crescita, ogni aggiustamento della difficoltà non farà altro che esacerbare il consumo di energia costringendo i minatori a lavorare di più.

Ora che abbiamo risolto questo problema, giriamo il problema e guardiamo una potenziale soluzione.

Bitcoin sulla Proof of Stake? 

La Proof of Stake è un algoritmo alternativo per raggiungere il consenso distribuito di una blockchain.  It è entrato in scena nel 2012, con Peercoin, NXT e BlackCoin sono i suoi primi utilizzatori.

Non esistono miner secondo il modello Proof of Stake. Vengono invece sostituiti con validatori (o falsari) incaricati di convalidare le transazioni. In genere, i validatori depositano una certa quantità di valuta di partecipazione nel portafoglio principale della blockchain.  

La rete di quella valuta potrebbe quindi selezionarli in modo deterministico per costruire il blocco successivo. Il meccanismo di selezione varia a seconda dell'algoritmo, poiché può essere scelto in modo casuale o in base a una combinazione di variabili, come la ricchezza totale e la quantità di tempo in cui è stata investita.

È importante notare che la prova di stake non offre premi in blocco, ma solo commissioni di transazione, quindi teoricamente il modello non genera lo stesso impulso competitivo del sistema di prova del lavoro. Anche se potresti ricevere selezioni più frequenti e commissioni di transazione maggiori quanto più hai puntato, non stai cercando di battere nessuno sul tempo come faresti con Bitcoin.

Con la prova di stake, hai solo bisogno di energia sufficiente per alimentare il software principale di una blockchain. Non c'è bisogno di sprecare energia su un ASIC e un programma di hashing crittografico. Per tornare all'analogia delle corse, è come ricevere un premio per aver avviato la propria auto invece di usarla per correre. Aspetti in fila al cancello di partenza per il tuo trofeo di partecipazione e non devi preoccuparti di sprecare il gas extra per completare la gara più velocemente dei tuoi compagni concorrenti.  

In poche parole, la prova di partecipazione riduce significativamente il consumo di energia. Non solo impiega un programma meno dispendioso in termini energetici, ma i validatori non devono alzare la posta l'uno contro l'altro per rimanere validi come fanno i minatori con una prova di consenso sul lavoro. Non ricevono ricompense in blocchi, ma non devono nemmeno affrontare gli scandalosi costi energetici che i minatori devono affrontare. Se soppesiamo la prova delle commissioni di transazione della partecipazione senza i suoi significativi costi operativi, risulta paragonabile alla prova delle ricompense del lavoro rispetto ai suoi costi, soprattutto per coloro che non possono mantenere costose piattaforme minerarie.

Considerazioni finali: Bitcoin su Proof of Stake esisterà mai?

Nel maggio 2017, Vitalik Buterin ha svelato i piani per la transizione della blockchain di Ethereum verso un algoritmo di prova di stake chiamato Casper.  

Una novità per l'epoca, il lancio di Proof-of-Stake sul secondo asset crittografico più grande fu un enorme sostegno per il sistema Proof-of-Stake; e l’ecosistema si è in gran parte spostato verso il PoS.

La Proof of Stake potrebbe benissimo essere il futuro della blockchain. Il cambiamento di Ethereum lo indica, poiché Vitalik Buterin vede valore nei pro del meccanismo poiché capitalizzano i contro di Bitcoin.

La crisi energetica di Bitcoin è una delle prime prove veramente sostanziali che la criptovaluta deve affrontare mentre marcia verso la ribalta pubblica. Insidie ​​e ostacoli come questi sono prevedibili in una tecnologia così nascente, ma è responsabilità della comunità nel suo insieme adattarsi a queste tribolazioni. Non c'è motivo di pensare che affrontare le prove delle carenze del lavoro debba compromettere la nostra fiducia nella creazione di Satoshi Nakamoto, al contrario. Se vogliamo che Bitcoin abbia successo, dobbiamo rimanere vigili nelle nostre critiche e proattivi con le nostre soluzioni, perché allo stato attuale, Bitcoin è sulla buona strada per diventare insostenibile nel prossimo futuro.

Forse la prova della partecipazione potrebbe evitare che Bitcoin si autosabotasse. Se il cambiamento dell'algoritmo di Ethereum significa qualcosa, dovrebbe essere un chiaro segnale alla comunità crittografica che la prova del lavoro non può persistere nel suo stato attuale.  

La domanda è: il mercato si adatterà?