Czy dowód stawki może wyeliminować koszt energii Bitcoina?

• Bitcoin na dowód stawki? 

Bitcoin ma problem z energią. Dzięki algorytmowi rozproszonego konsensusu opartego na dowodzie działania monety, wydobycie Bitcoinów powoduje powstanie ogromnego śladu węglowego. Górnicy zużywają szacunkowo 29.05 TWh energii elektrycznej rocznie. Stanowi to 0.13% rocznego zużycia energii na świecie, czyli w ponad 159 krajach, w tym prawie w całej Afryce.

W połączeniu z konkurencyjnym charakterem wydobycia, wykładniczy wzrost Bitcoina jest w dużej mierze odpowiedzialny za to szalejące zużycie energii. Uwaga opinii publicznej głównego nurtu i gwałtowny wzrost wolumenu transakcji tylko zaostrzyły problem, as Indeks zużycia energii Bitcoina szacuje, że wydatki na energię górniczą wzrosły od października do listopada o 29.98%. 

Przy tym wykładniczym tempie błyskawiczny wzrost kryptowaluty sprawi, że do 2019 roku zużyje więcej energii niż całe Stany Zjednoczone.  

Czynniki przyczyniające się

Aby właściwie zdiagnozować pierwotną przyczynę kryzysu energetycznego, musimy zbadać związek między rozwojem sieci Bitcoin a mechaniką jego wydobycia.

W ramach modelu dowodu pracy Bitcoina górnicy konkurują ze sobą, aby zapewnić rozproszony konsensus (środek, za pomocą którego krąży Bitcoin) w łańcuchu bloków. Górnicy poświęcają swoją moc obliczeniową na weryfikację transakcji przesyłanych siecią.  

W tym celu komputery rozwiązują zagadki szyfrujące zabezpieczające każdą transakcję, a po rozwiązaniu przechowują je jako skróty w blokach księgi publicznej. Pierwszy górnik, który ukończy bieżący blok, otrzymuje nagrodę za blok w Bitcoinach.

Jak widać na obrazku, konkurencyjny charakter dowodu pracy zachęca górników do przeznaczania jak największej mocy obliczeniowej na blockchain. Im potężniejsze jest Twoje urządzenie wydobywcze, tym szybciej możesz rozwiązać szyfrowanie transakcji i tym większe jest prawdopodobieństwo, że ukończysz blok i otrzymasz nagrody.

W początkach Bitcoina można było niezawodnie kopać za pomocą karty graficznej lub zwykłego procesora komputerowego. Ale te czasy już dawno minęły. W miarę jak coraz więcej górników wsiadało do pociągu z sosem Bitcoin, opracowano bardziej wyrafinowane oprogramowanie wydobywcze, aby zapewnić górnikom przewagę. Kulminacją tego wyścigu zbrojeń sprzętowych było wydobycie układów scalonych dostosowanych do konkretnych zastosowań (ASIC). W ujęciu TLDR górnicy ASIC to procesory, które są bardziej wydajne i wydajne niż procesory CPU lub GPU.

A oryginalne procedury wydobywcze pozostawili w prochu. Poważnie, gdybyś próbował konkurować z platformami wydobywczymi ASIC za pomocą komputera lub karty graficznej, byłoby to jak próba wygrania Grand Prix Monako na Vespie.  

Nawet pojedynczy układ ASIC nie wystarczy konkurować z czołowymi koncernami wydobywczymi. Największe spółdzielnie wydobywcze konfigurują setki układów ASIC, aby tworzyć ogromne pule procesorów. Aby pozostać konkurencyjnym w stosunku do innych górników, pule te będą dodawać sprzęt do swoich platform, aby zwiększyć ogólną moc mieszania (wyjście).

Prawdopodobnie widzisz, dokąd to zmierza. Maszyny wydobywcze oczywiście wymagają prądu, a im ciężej muszą pracować, tym więcej energii zużywają. W związku z tym dowód konkurencyjności pracy niezmiennie prowadzi do wykładniczego wzrostu zużycia energii.

Nie uwzględnia to nawet wzrostu trudności. Co 2,016 bloków Bitcoin podlega korekcie trudności. Ta korekta ma na celu skalowanie trudności bloku w celu dopasowania szybkości mieszania wydobycia, tak aby żaden górnik nie rozwiązywał algorytmów zbyt szybko, wysysając przy tym wszystkie nagrody za bloki. Oznacza to jednak, że im więcej górników jest w sieci, tym trudniej jest rozwiązać zaszyfrowane algorytmy po każdej korekcie. Oznaczałoby to również, że platformy wydobywcze muszą pracować ciężej, aby zachować konkurencyjność, zużywając w ten sposób jeszcze więcej energii.

Zaczynasz rozumieć obraz? Im więcej osób kupi Bitcoin, tym więcej górników będzie przyciąganych do tej waluty w celu jej wyceny.  Większa liczba górników wiąże się z większym zużyciem energii, co napędza konkurencję, a przy rosnącej sieci każda zmiana poziomu trudności tylko zwiększy zużycie energii, zmuszając górników do cięższej pracy.

Skoro już to mamy za sobą, odwróćmy ten problem do góry nogami i spójrzmy na potencjalne rozwiązanie.

Bitcoin na dowód stawki? 

Proof of Stake to alternatywny algorytm umożliwiający osiągnięcie rozproszonego konsensusu w łańcuchu bloków.  It pojawił się na scenie w 2012 roku wraz z Peercoin, NXT i BlackCoin jako główni pierwsi użytkownicy.

W modelu dowodu stawki nie istnieją górnicy. Zamiast tego są zastępowani walidatorami (lub fałszerzami), którzy są odpowiedzialni za zatwierdzanie transakcji. Zazwyczaj walidatorzy umieszczają pewną ilość waluty będącej dowodem stawki w portfelu podstawowym danego łańcucha bloków.  

Sieć tej waluty może następnie deterministycznie wybrać je w celu skonstruowania następnego bloku. Mechanizm selekcji różni się w zależności od algorytmu, ponieważ może zostać wybrany losowo lub na podstawie kombinacji zmiennych, takich jak całkowity majątek i czas, przez który został postawiony.

Należy zauważyć, że dowód stawki nie oferuje nagród blokowych, a jedynie opłaty transakcyjne, więc teoretycznie model nie wywołuje takiego samego impulsu konkurencyjnego, jak system dowodu pracy. Chociaż możesz otrzymywać częstsze selekcje i wyższe opłaty transakcyjne, im więcej postawisz, nie próbujesz nikogo pokonać, tak jak w przypadku Bitcoin.

Dzięki dowódowi stawki potrzebujesz tylko tyle energii, aby zasilić podstawowe oprogramowanie łańcucha bloków. Nie ma potrzeby marnować energii na układ ASIC i program do kryptograficznego mieszania. Wracając do analogii z wyścigami, przypomina to otrzymanie nagrody za uruchomienie samochodu zamiast wykorzystania go do ścigania się. Czekasz w kolejce przy bramce startowej po trofeum za udział i nie musisz się martwić, że stracisz dodatkowe paliwo, aby ukończyć wyścig szybciej niż inni zawodnicy.  

Krótko mówiąc, dowód stawki znacznie ogranicza zużycie energii. Nie tylko wykorzystuje mniej energochłonny program, ale walidatorzy nie muszą rywalizować ze sobą, aby zachować rentowność, tak jak robią to górnicy w ramach konsensusu potwierdzającego pracę. Nie otrzymują nagród za bloki, ale nie muszą też stawić czoła skandalicznym kosztom energii, z jakimi borykają się górnicy. Jeśli porównamy dowód opłat transakcyjnych stawki bez znacznych kosztów operacyjnych, wyjdzie to porównywalnie z dowodem wynagrodzenia za pracę z jego kosztami, szczególnie dla tych, którzy nie mogą utrzymać drogich platform wydobywczych.

Końcowe przemyślenia: czy Bitcoin na Proof of Stake kiedykolwiek się wydarzy?

W maju 2017 r. Vitalik Buterin ujawnił plany przejścia blockchainu Ethereum na algorytm dowodu stawki o nazwie Casper.  

Wprowadzenie Proof-of-Stake na drugim co do wielkości aktywie kryptograficznym było wówczas nowością i stanowiło ogromne poparcie dla systemu Proof-of-Stake; a ekosystem w dużej mierze przesunął się w stronę PoS.

Proof of Stake może być przyszłością blockchainu. Zmiana Ethereum na to wskazuje, ponieważ Vitalik Buterin widzi wartość w zaletach mechanizmu, gdy wykorzystują one wady Bitcoina.

Kryzys energetyczny Bitcoina jest jedną z pierwszych naprawdę poważnych prób stojących przed kryptowalutą w drodze ku publicznemu znaczeniu. W przypadku tak powstającej technologii można się spodziewać pułapek i przeszkód takich jak te, ale dostosowanie się do tych problemów leży w gestii całej społeczności. Nie ma powodu sądzić, że zajęcie się dowodem niedociągnięć dzieła powinno podważyć naszą wiarę w twórczość Satoshiego Nakamoto – wręcz przeciwnie. Jeśli chcemy, aby Bitcoin odniósł sukces, musimy zachować czujność w stosunku do naszej krytyki i proaktywnie wprowadzać nasze rozwiązania, ponieważ w obecnej sytuacji Bitcoin jest na dobrej drodze do tego, aby w najbliższej przyszłości stać się niezrównoważony.

Być może dowód stawki mógłby uchronić Bitcoin przed samosabotażem. Jeśli zmiana algorytmu Ethereum coś znaczy, powinna być wyraźnym sygnałem dla społeczności kryptograficznej, że dowód pracy nie może utrzymać się w obecnym stanie.  

Pytanie brzmi, czy rynek się do tego dostosuje?