Είναι το Bitcoin σπατάλη ενέργειας; Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της εξόρυξης Bitcoin

Το Bitcoin προκαλεί πάθος, περιέργεια και έχει λάβει όλο και περισσότερη προσοχή στα μέσα ενημέρωσης, ειδικά αφού ανέβηκε στις τάξεις του καλύτερου χρηματοοικονομικού περιουσιακού στοιχείου της δεκαετίας. Ωστόσο, όποτε ανεβαίνει η τιμή του, προκύπτουν πολλές αμφιβολίες και ερωτήματα, κυρίως σχετικά με την προέλευσή του και τις ενεργειακές δαπάνες των ανθρακωρύχων.

Το πρωτόκολλο Bitcoin δημιούργησε ένα μοναδικό ψηφιακό στοιχείο

Για να κατανοήσετε πώς δημιουργείται το Bitcoin (BTC) και τι είναι η εξόρυξη, το κλειδί είναι το διπλές δαπάνες πρόβλημα.

Πριν από το Bitcoin, δεν υπήρχε ούτε ψηφιακή τιμή που θα μεταφερθεί ούτε ψηφιακό στοιχείο που θα χωριστεί σε διάφορα μέρη. Δηλαδή, αν σαρώσατε ένα λογαριασμό 100 $ και θέλετε να μεταφέρετε αυτόν τον λογαριασμό σε κάποιον, θα μπορούσατε να στείλετε μόνο ένα αντίγραφο αυτού του λογαριασμού.

Είμαστε όλοι συνηθισμένοι σε smartphone και υπολογιστές ήδη. Στέλνουμε μηνύματα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, φωτογραφίες, αλλά στην πραγματικότητα δεν συνειδητοποιούμε αυτήν τη διαδικασία: Στέλνουμε ένα αντίγραφο του μηνύματος ηλεκτρονικού ταχυδρομείου (και όχι το αρχικό μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου), ένα αντίγραφο των φωτογραφιών μας (και όχι το πρωτότυπο). Όταν κάνουμε κλικ στο κουμπί αποστολής σε smartphone ή υπολογιστή, ένα αντίγραφο του πρωτοτύπου θα παραμένει πάντα στη συσκευή μας.

Ομοίως, όσον αφορά τις χρηματοοικονομικές συναλλαγές, όταν κάνουμε κλικ στο κουμπί αποστολής στους λογαριασμούς τραπεζικών συναλλαγών μέσω Διαδικτύου ή σε ΑΤΜ, υπάρχει πάντα ένας διαμεσολαβητής που μεταφέρει τα χρήματα από έναν λογαριασμό σε έναν άλλο. Και αυτό είναι το πρόβλημα που επιδιώκει να λύσει το Bitcoin – το πρόβλημα των διπλών δαπανών.

Όταν κάνετε κλικ στο κουμπί αποστολής Bitcoin στο κινητό σας, για παράδειγμα, δεν στέλνετε αντίγραφο, στην πραγματικότητα στέλνετε ένα ψηφιακό αντικείμενο. Μόλις πραγματοποιηθεί μια συναλλαγή σε Bitcoin, γίνεται μη αναστρέψιμη και δεν μπορεί να παραβιαστεί.

Για αυτόν τον λόγο, είναι αδύνατο να ακυρωθεί ή να αντιστραφεί μια μεταφορά Bitcoin αφού επικυρωθεί από το δίκτυο blockchain, επειδή το πρωτόκολλο Bitcoin έχει λύσει το πρόβλημα των διπλών δαπανών. Έκανε ένα μοναδικό στοιχείο, Bitcoin, ψηφιακά μοναδικό, επιτρέποντας συναλλαγές αξίας στο Διαδίκτυο χωρίς μεσάζοντες (ανεξάρτητα από μια κεντρική οντότητα).

Ποιος εκδίδει Bitcoin?

Ενώ τα παραδοσιακά χρήματα εκδίδονται (δημιουργούνται) μέσω (κεντρικών) τραπεζών, το Bitcoin εκδίδεται από αλγόριθμους, των οποίων οι κανόνες είναι προκαθορισμένοι στο πρωτόκολλό του – το Bitcoin blockchain.

Με τη σειρά του, το Bitcoin blockchain είναι ένα σύστημα εγγραφής συναλλαγών, το οποίο διατηρείται σε ένα ανοιχτό (διανεμημένο) δίκτυο «ύποπτων» συμμετεχόντων, οι οποίοι δεν γνωρίζουν ή δεν εμπιστεύονται ο ένας τον άλλο.

Έτσι, όταν ο Satoshi Nakamoto έγραψε τον πηγαίο κώδικα για το λογισμικό πρωτοκόλλου Bitcoin και το δημοσίευσε στο Διαδίκτυο, πρότεινε τα εξής: Εάν παρέχετε ασφάλεια για αυτό το δίκτυο και βοηθήσετε αυτό το οικονομικό δίκτυο να λειτουργήσει, θα ανταμειφθείτε.

Η λογική των προκαθορισμένων κανόνων στο πρωτόκολλο Bitcoin ήταν πολύ διαφανής και γράφτηκε σε γλώσσα προγραμματισμού. Η ανακάλυψη που επέφερε το πρώτο blockchain, μετά από χρόνια έρευνας σε ψηφιακά νομίσματα, δεν αφορά μόνο λύσεις επιστήμης υπολογιστών.

Το μυστικό είναι κίνητρα

Για να δημιουργήσει την αρχιτεκτονική Bitcoin blockchain, ο Satoshi Nakamoto εξέτασε την υπάρχουσα έρευνα – bit-gold, b-money, hashcash, time-stamped cryptography – και πρόσθεσε θεωρία παιχνιδιών.

Χρησιμοποιώντας τη θεωρία του παιχνιδιού, ο Satoshi εφάρμοσε έναν μηχανισμό κινήτρων (μηχανισμός συναίνεσης) που ονομάζεται απόδειξη εργασίας που επέτρεψε ένα νέο πεδίο οικονομικού συντονισμού, που τώρα ονομάζεται «κρυπτοοικονομική» (τα πεδία της οικονομίας και της επιστήμης των υπολογιστών για τη μελέτη των αποκεντρωμένων αγορών και εφαρμογών που μπορούν να χτιστεί συνδυάζοντας την κρυπτογραφία με οικονομικά κίνητρα).

Είναι αυτό το σύστημα οικονομικών κινήτρων που διασφαλίζει ότι οι συμμετέχοντες στο δίκτυο Bitcoin συμπεριφέρονται υπέρ της ασφάλειας και της τέλειας λειτουργίας του συστήματος. Αυτός είναι ο κύριος λόγος για τον οποίο το blockchain Bitcoin δεν έχει ακόμη παραβιαστεί.

Η σημασία της εξόρυξης

Καθώς όλο και περισσότεροι άνθρωποι συνειδητοποίησαν τα πιθανά κίνητρα στο Bitcoin και άρχισαν να «συνδέουν» τους υπολογιστές τους για να παρέχουν ασφάλεια στο δίκτυο, το blockchain Bitcoin έγινε όλο και πιο βιώσιμο και ασφαλές. Τώρα, υπάρχει τεράστια υπολογιστική ισχύς που εγγυάται συναλλαγές: Το Bitcoin είναι υπολογιστική δύναμη.

Ένα Bitcoin «εξάγεται» από το πρωτόκολλο blockchain από ανθρακωρύχους (επικυρωτές) που πρέπει να λύσουν μαθηματικούς αλγόριθμους για να κερδίσουν το δικαίωμα να συμπεριλάβουν συναλλαγές Bitcoin στο δίκτυο blockchain και να ανταμείβονται για αυτό.

Κάθε συναλλαγή Bitcoin, προτού προστεθεί στο blockchain, αποστέλλεται στο “mempool”, μια περιοχή διατήρησης για εκκρεμείς συναλλαγές, όπου αναμένει να συμπεριληφθεί σε ένα μπλοκ. Στη συνέχεια, οι ανθρακωρύχοι λαμβάνουν τις εκκρεμείς συναλλαγές, οι οποίες περιμένουν να καταγραφούν και τις συνδυάζουν για να δημιουργήσουν ένα «μπλοκ» συναλλαγών.

Συνειδητοποιήστε ότι οι ανθρακωρύχοι ανταγωνίζονται μεταξύ τους έτσι ώστε οι υπολογιστές τους να επιλέγουν να καταγράφουν τις πιο πρόσφατες συναλλαγές στο επόμενο μπλοκ που θα συμπεριληφθούν στο δίκτυο. Και ο καλύτερος τρόπος για να κερδίσετε αυτόν τον διαγωνισμό είναι να επιλύσετε τους αλγόριθμους όσο το δυνατόν περισσότερες φορές (προτού κάποιος άλλος φτάσει στο σωστό αποτέλεσμα, που ονομάζεται “nonce”).

Καθώς απαιτούνται τρισεκατομμύρια προσπάθειες να μαντέψουμε το σωστό nonce, μόνο εκείνοι που έχουν περισσότερη υπολογιστική δύναμη για να κερδίσουν αυτόν τον διαγωνισμό θα λάβουν Bitcoin ως ανταμοιβή για τις προσπάθειές τους.

Μπορούμε να αντλήσουμε δύο κύριες συνέπειες από όσα έχουμε πει μέχρι τώρα.

Η πρώτη συνέπεια είναι ότι το PoW εμποδίζει τους ανθρακωρύχους να παρακάμψουν το σύστημα και να δημιουργήσουν Bitcoin από το μηδέν. Οι ανθρακωρύχοι πρέπει να καταναλώσουν πραγματική υπολογιστική ενέργεια με κάθε προσπάθεια και να βρουν το nonce για να έχουν την ευκαιρία να κερδίσουν Bitcoin. Δεδομένου ότι η ηλεκτρική ενέργεια για την προμήθεια ανθρακωρύχων δεν είναι δωρεάν, η απόδειξη της εργασίας, συνεπώς, δημιουργεί οικονομικό κόστος για την εξόρυξη Bitcoin.

Η δεύτερη συνέπεια αναφέρεται στο γεγονός ότι το PoW καθιστά αμετάβλητο το ιστορικό συναλλαγών του Bitcoin. Εάν ένας εισβολέας προσπαθήσει να αλλάξει μια συναλλαγή, αυτός ο εισβολέας θα πρέπει να επαναλάβει όλη την εργασία που έχει γίνει έκτοτε για να ανακτήσει και να δημιουργήσει το μεγαλύτερο δίκτυο. Αυτό είναι θεωρητικά αδύνατο και γι ‘αυτό λέγεται ότι οι ανθρακωρύχοι «προστατεύουν» το δίκτυο Bitcoin.

Καθώς η εξόρυξη έχει γίνει μια νόμιμη βιομηχανία με την πάροδο των ετών, υποστηρίζεται από αφοσιωμένους επαγγελματίες με εξειδικευμένο υλικό, το οποίο απαιτεί μεγάλα κέντρα δεδομένων και πολλή ηλεκτρική ενέργεια.

Αξίζει να σημειωθεί ότι παρόλο που υπάρχουν άλλοι μηχανισμοί συναίνεσης, το PoW είναι το πιο χρησιμοποιούμενο σε blockchain, επειδή είναι ο πιο αποτελεσματικός από την άποψη της ασφάλειας στον κυβερνοχώρο.

Πόση ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιεί η εξόρυξη Bitcoin?

Το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ λειτουργεί ενεργή ενέργεια δικτύου Bitcoin εκτιμητής από το 2015. Στην πραγματικότητα, η διαφάνεια του Bitcoin επιτρέπει σε οποιονδήποτε να δει την ποσότητα ισχύος κατακερματισμού που εφαρμόζεται στο δίκτυο, η οποία συνήθως μετράται στον αριθμό κατακερματισμών ανά δευτερόλεπτο που εκτελεί το δίκτυο ως μέρος της διαδικασίας εξόρυξης.

Μπορείτε να εκτιμήσετε πόση ισχύς χρησιμοποιεί το δίκτυο για την εκτέλεση αυτών των κατακερματισμών βάσει της ενεργειακής απόδοσης για την κατακερματισμένη χρήση του υλικού εξόρυξης.

Σύμφωνα με την κατανάλωση ενέργειας Bitcoin της Digiconomist ιχνηλάτης, Η εξόρυξη καταναλώνει σήμερα 77,78 terawatt-ώρες το χρόνο. Αυτό είναι συγκρίσιμο με τη συνολική κατανάλωση ενέργειας χωρών όπως η Ολλανδία και η Τσεχική Δημοκρατία.

Με βάση τις παραπάνω εκτιμήσεις, πολλοί αμφισβητούν το Bitcoin και τη χρήση της απόδειξης εργασίας.

Ωστόσο, μπορούμε να πάρουμε αυτές τις «εκτιμήσεις» ως απόλυτη αλήθεια; Λαμβάνουν υπόψη αυτές οι εκτιμήσεις ότι οι ανθρακωρύχοι δεν λειτουργούν πάντα με την ίδια απόδοση; Θεωρείται ότι η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται μπορεί να προέρχεται από καθαρές πηγές?

Ας δούμε αυτά τα επιχειρήματα ένα προς ένα.

Ορίσματα Anti-PoW

Τα επιχειρήματα κατά της απόδειξης εργασίας και του μηχανισμού κινήτρων που δημιούργησε ο Satoshi Nakamoto είναι:

  • A1 – Η εξόρυξη Bitcoin καταναλώνει πολλή ενέργεια.
  • A2 – Η συντριπτική πλειονότητα των ανθρακωρύχων Bitcoin βρίσκονται στην Κίνα.
  • A3 – Οι ανθρακωρύχοι Bitcoin στην Κίνα χρησιμοποιούν κυρίως βρώμικη ενέργεια με βάση τον άνθρακα.
  • A4 – Η εξόρυξη Bitcoin έχει ένα σχετικά ακραίο αποτύπωμα άνθρακα.
  • A5 – Το Bitcoin είναι κακό.

Διαφωνία Α’1 είναι αλήθεια, όπως αποδείξαμε στο προηγούμενο θέμα. Είναι ένας από τους θεμελιώδεις λόγους για τους οποίους το δίκτυο Bitcoin είναι τόσο απίστευτα ασφαλές.

Διαφωνία Α2 κάποτε ήταν αλήθεια, αλλά η κατάσταση αλλάζει, καθώς περισσότερες περιοχές παγκοσμίως εισέρχονται στη βιομηχανία εξόρυξης BTC. Καθώς αυτό δεν έχει σημασία για την κατανάλωση ενέργειας από το δίκτυο Bitcoin, θα το θεωρήσουμε αλήθεια.

Οι περιοχές με μεγάλη σημασία επισημαίνονται σε κιρκίρι, η επαρχία Sichuan στην Κίνα είναι κίτρινη και οι περιοχές με μικρότερη σημασία έχουν κόκκινο χρώμα.

Τέλος, το επιχείρημα Α3 είναι ψευδές, όπως θα δούμε στο επόμενο θέμα, το οποίο απομακρύνει τα επιχειρήματα Α4 και Α5.

Το Bitcoin είναι ένα ενεργειακό γουρούνι, αλλά … ανανεώσιμο

Μια πρόσφατη έρευνα που δημοσιεύθηκε από την CoinShares Research διαπίστωσε ότι το μεγαλύτερο μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται για την εξόρυξη Bitcoin, στην πραγματικότητα, προέρχεται από καθαρές πηγές, όπως αιολική, ηλιακή και υδροηλεκτρική.

Για να είμαστε πιο συγκεκριμένοι, το 60% της παγκόσμιας εξόρυξης πραγματοποιείται στην Κίνα, όπου η Sichuan παράγει μόνο το 50% του παγκόσμιου ποσοστού κατακερματισμού, με το υπόλοιπο 10% να κατανέμεται περισσότερο ή λιγότερο ομοιόμορφα μεταξύ των επαρχιών Yunnan, Xinjiang και Μογγολίας.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η κυριαρχία του Sichuan τόσο στην Κίνα όσο και στον κόσμο έχει άμεση σχέση με τις πλούσιες σε υδροηλεκτρικές επαρχίες Yunnan, Guizhou και Sichuan στη νοτιοδυτική Κίνα. Κατά τη διάρκεια της περιόδου των βροχών, οι τιμές της ηλεκτρικής ενέργειας είναι από τις χαμηλότερες στον κόσμο, καθιστώντας το Sichuan μία από τις πιο ελκυστικές περιοχές εξόρυξης παγκοσμίως.

Από την άλλη πλευρά, από το υπόλοιπο 40% των μεταλλευτικών εταιρειών, το 35% της παγκόσμιας παραγωγής κατακερματισμού κατανέμεται εξίσου μεταξύ Ουάσινγκτον, Νέα Υόρκη, Βρετανική Κολομβία, Αλμπέρτα, Κεμπέκ, Νέα Γη και Λαμπραντόρ, Ισλανδία, Νορβηγία, Σουηδία, Γεωργία και Ιράν.

Ωστόσο, η έκθεση επισημαίνει ένα ευρύτερο πρόβλημα σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσεται σήμερα η ανανεώσιμη ενέργεια παγκοσμίως: Πολλές γεννήτριες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας βρίσκονται σε κακή θέση και δεν αξιοποιούνται επαρκώς, και έτσι, η εξόρυξη Bitcoin έχει γίνει η μόνη βιώσιμη χρήση για αυτήν την ηλεκτρική ενέργεια.

Σε αυτό το πλαίσιο, η έρευνα καταλήγει στο συμπέρασμα ότι το δίκτυο Bitcoin αποκτά το 74% της ηλεκτρικής του ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, καθιστώντας το πιο επικεντρωμένο στις πηγές καθαρής ενέργειας από σχεδόν όλες τις άλλες βιομηχανίες μεγάλης κλίμακας στον κόσμο.

Πάρε μακριά

Όλα απαιτούν ενέργεια και η πρόσθετη χρήση ενέργειας βελτιώνει πάντα το βιοτικό μας επίπεδο. Τα οφέλη που παρέχει το Bitcoin αξίζουν την πρόσθετη χρήση ενέργειας; Οι ανθρακωρύχοι δεν αναζητούν πλέον τρόπους για την επαναχρησιμοποίηση της σπατάλης ενέργειας, για παράδειγμα, το CO2 απελευθερώθηκε κατά τη γεώτρηση λαδιού?

Δεδομένου ότι η φυσική τοποθεσία των κέντρων εξόρυξης δεν επηρεάζει το δίκτυο Bitcoin, οι ανθρακωρύχοι δεν μεταναστεύουν πλέον σε περιοχές που παράγουν πλεόνασμα ηλεκτρικής ενέργειας με χαμηλότερο οριακό κόστος; Και σε αυτήν την περίπτωση, αυτό δεν θα μπορούσε να λύσει το πρόβλημα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που έχει προβλέψιμη χωρητικότητα και διαφορετικά θα χαθεί, όπως υδροηλεκτρικό και μεθάνιο καύση.

Όλα είναι ενέργεια – τα απόβλητα δεν το χρησιμοποιούν έξυπνα για να βελτιώσουν το οικονομικό και κοινωνικό βιοτικό επίπεδο.

Οι απόψεις, οι σκέψεις και οι απόψεις που εκφράζονται εδώ είναι μόνες του συγγραφέα και δεν αντικατοπτρίζουν απαραίτητα τις απόψεις και τις απόψεις του Cointelegraph.

Τατιάνα Ρεβέρεντο είναι ιδρυτικό μέλος του Oxford Blockchain Foundation και είναι στρατηγικός στο blockchain στο Saïd Business School του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης. Επιπλέον, είναι ειδική στις επιχειρηματικές εφαρμογές blockchain στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης και είναι επικεφαλής στρατηγικής της The Global Strategy. Η Τατιάνα έχει προσκληθεί από το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο στη Διηπειρωτική Διάσκεψη Blockchain και προσκλήθηκε από το κοινοβούλιο της Βραζιλίας στη δημόσια ακρόαση του Νο. 2303/2015. Είναι συγγραφέας δύο βιβλίων: Blockchain: Tudo O Que Você Precisa Sabre και Cryptocurrencies στο Διεθνές Σενάριο: Ποια είναι η θέση των Κεντρικών Τραπεζών, των Κυβερνήσεων και των Αρχών σχετικά με τα Cryptocurrencies?