Dôkaz o práci, energia a Ergo

Úvod

Dôkaz o práci (PoW) bol opísaný v pôvodnom Bitcoin white paper ako pozostávajúci z dvoch častí. Prvá časť sú digitálne podpisy. Druhá časť je peer-to-peer sieť hashovania časových pečiatok transakcií na nemennej blockchaine.

Bezpečnosť je vlastnosť výpočtovej sily a dĺžky reťazca. Bitcoin white paper to opisuje takto: „Najdlhší reťazec nielen slúži ako dôkaz o sekvencii udalostí, ktorým sme boli svedkami, ale aj ako dôkaz, že pochádza z najväčšieho zdroja CPU sily.“ Veľkosť ťažobného poolu a vykonaná práca zabezpečuje blockchain pred dvojitým míňaním.

Trhová kapitalizácia Bitcoinu prekročila 1 miliardu dolárov 27. marca 2013 a od tej doby prekročila 1 bilión dolárov 19. februára 2021. S väčšou hodnotou sa zvyšujú obavy o bezpečnosť. V dôsledku toho sa zvyšuje výpočtová sila a spotreba elektriny na zabezpečenie blockchainu. Koľko energie to je?

Spotreba energie Bitcoinu

Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index sleduje spotrebu elektriny Bitcoinu. Od spustenia do februára 2022 Bitcoin spotreboval 320,34 terawatthodín (TWh) elektriny. Pri zohľadnení cien elektriny pre rôzne regióny sa prevádzkové náklady na ťažbu môžu veľmi líšiť. Kilowatt za hodinu (kWh) sa pohybuje od 0,03 dolára v Katare po 0,37 dolára v Nemecku.

Použitím vyššie uvedených čísel sú náklady na elektrinu Bitcoinu medzi 30 miliónmi a 370 miliónmi dolárov na TWh. Celkové náklady na elektrinu sa pohybovali medzi 10,8 a 118,5 miliardami dolárov. Ťažiari Bitcoinu majú tendenciu pôsobiť na miestach s lacnejšou elektrinou. Napríklad, odľahlá lokalita s hojným vodným potenciálom je dobré miesto na ťažbu Bitcoinu. Takže ceny elektriny v kWh sú pravdepodobne bližšie k dolnej hranici rozsahu.

V roku 2021 Bitcoin spotreboval 86,36 TWh elektriny. V dôsledku toho sa náklady na zabezpečenie blockchainu Bitcoinu za rok pohybovali medzi 2,6 miliardami a 136,9 miliardami dolárov. Aby sme pochopili veľkosť tejto spotreby elektriny, pomáha ju porovnať s niečím podobným.

Spojené štáty vyrobia viac ako 4 000 miliárd kilowatt hodín (BkWh) elektriny každý rok. TWh je rovnaké ako BkWh, takže zvážte tento fakt z U.S. Energy Information Administration:

„Obchodný sektor, ktorý zahŕňa obchodné a inštitucionálne budovy a verejné osvetlenie ulíc a diaľnic, spotreboval v roku 2021 približne 152 miliárd kWh na osvetlenie, čo predstavuje približne 11 % celkovej spotreby elektriny obchodného sektora a približne 4 % celkovej spotreby elektriny v USA v roku 2021.“

Je elektrina použitá na osvetlenie verejných ulíc a diaľnic v Spojených štátoch premrhaná? Ulice s osvetlením znižujú riziko dopravných nehôd a zločinov. Ale mestskí obyvatelia sú ochotnejší platiť za osvetlenie ulíc ako vidiecki obyvatelia.

Dôvod je jasný. Miesta s nižšou hustotou obyvateľstva majú menej dopravných nehôd a zločinov. Potreba osvetlenia ulíc v vidieckych oblastiach je oveľa menšia.

Existuje podobná, ale opačná dynamika s kryptomenami. Ak má komunita už osvetlenie ulíc, akékoľvek zmeny týchto svetiel musia byť na niečo lepšie.

Výhody blockchainov

Niektorí dokonca tvrdia, že Bitcoin je horší. Nemá žiadnu hodnotu. Napriek tomu má Bitcoin trhovú kapitalizáciu v hodnote bilióna dolárov a používatelia Bitcoinu platia transakčné poplatky za používanie blockchainu. Pre používateľov Bitcoinu má hodnotu.

V niektorých metrikách je Bitcoin lepší ako existujúce systémy. Potvrdenia transakcií Bitcoinu sa vybavujú za dvadsať minút. Automatizované clearingové domy (ACH) sú elektronické bankové prevody, ktoré trvajú päť dní. Aké sú náklady na elektrinu pri ACH prevodoch? Ak zohľadníme hlavné počítače, bankomaty, webové stránky atď., sú banky energeticky efektívnejšie? Môže sa argumentovať, že stojí za to použiť viac elektriny pre rýchlejšie časy transakcií? Je ťažké urobiť priamu porovnanie, ale je pravdepodobné tvrdiť, že Bitcoin je menej nákladný, ako aj lepšia voľba.

Blockchainy tiež prinášajú nové schopnosti. S inteligentnými zmluvami je možné automatizovať časti svetovej ekonomiky. Sú tieto inovácie hodné elektriny a iných nákladov na ťažbu Bitcoinu a iných PoW blockchainov?

Energetická efektívnosť

Dôležitá diskusia okolo blockchainov s dôkazom o práci sa zaoberá efektívnosťou. Môžu sa výhody technológie blockchain využiť bez platenia tak vysokých nákladov na energiu?

Bitcoin bol spustený v roku 2009 ako dôkaz konceptu. Kryptomeny fungujú, ale musíme ich lepšie pochopiť. Hoci výskum pokračuje a ľudia objavili nové konsenzuálne mechanizmy, algoritmy a iné návrhy blockchainov, stále ide o vznikajúci priemysel. Najlepšie využitia a obmedzenia týchto nových schopností ešte nie sú plne realizované.

Napríklad, Dôkaz o podiele (PoS) je konsenzuálny mechanizmus prvýkrát implementovaný v roku 2012 v Peercoin. PoS vyžaduje vlastníctvo meny blockchainu na motiváciu zabezpečenia blockchainu. PoS má oveľa nižšiu energetickú stopu ako PoW, ale je tak bezpečný ako PoW? Odpoveď je neznáma a len čas ukáže. Môže sa argumentovať, že PoW je bezpečnejší, pretože TWh práce, ktorá bola vykonaná, poskytuje bezpečnostnú záruku, ktorú PoS nemá.

Niektorí ľudia veria, že PoS môže nahradiť PoW, ale realita je taká, že rôzne spôsoby vykonávania vecí majú rôzne obchodné dohody. PoS a PoW nie sú rovnaké a jeden nie je náhradou za druhý.

Existujú inteligentné zmluvy, ktoré môžu potrebovať funkcie PoW. Pre iných môže byť rýchlosť PoS lepšou voľbou. Neexistuje jeden správny spôsob, ako robiť veci - rôzne problémy vyžadujú rôzne riešenia.

Schopnosti Ergo

Každý blockchain má jedinečné charakteristiky, ktoré vyplývajú z rôznych návrhových rozhodnutí. Na Ergu sú významné návrhové rozhodnutia:

• Sigma protokoly: Efektívne a kompozitné protokoly dôkazu o znalostiach, ktoré sú potrebné na vytvorenie niektorých druhov dApps.
• Autolykos: Algoritmus PoW s efektívnym využitím elektriny. Je ASIC odolný, čo zlepšuje decentralizáciu ťažby.[1]
• eUTXO: Rozšírený nevyužitý výstup transakcie eliminuje potrebu udržiavať stav blockchainu. Taktiež umožňuje predvídateľnosť nákladov transakcií.
• Nekontaktne dôkazy o dôkaze o práci (NIPoPoW): Index PoW blockchainu, ktorý môže rýchlo overiť jednotlivé transakcie. Podporuje ľahkých klientov a niektoré implementácie bočných reťazcov.
• Nájom za úložisko: Udržuje mince v obehu, znižuje veľkosť reťazca a motivuje ťažiarov účtovaním malého poplatku za úložisko každé štyri roky.

Ergo je PoW blockchain navrhnutý tak, aby bol energeticky efektívnejší ako Bitcoin. Ale koľko efektívnosti je dosť? Niektoré funkcie, ako model eUTXO, môžu fungovať s rôznymi konsenzuálnymi mechanizmami, vrátane PoW a PoS.

Napriek tomu sú iné funkcie jedinečné pre PoW. Do akej miery by mala byť energetická efektívnosť sekundárnym zohľadnením? Mali by sa funkcie ako NIPoPoWs, nájom za úložisko atď. odmietnuť, pretože náklady na energiu sú najdôležitejším zohľadnením? Každé návrhové rozhodnutie musí zohľadniť náklady a prínosy implementácie. Hodnotenie závisí od toho, čo si človek cení.

Záver

Technológie blockchainu zmenia riadenie dodávateľského reťazca, overovanie identity a mnohé ďalšie oblasti moderného života. Je to nový výpočtový paradigmus s dôležitosťou, ktorá rivalizuje s vzostupom globálneho internetu. Rovnako ako internet, aj on sa vyvinie spôsobmi, ktoré si v súčasnosti nedokážeme predstaviť.

Bitcoin má úlohu v ekosystéme kryptomien v nasledujúcich desaťročiach. Avšak, ešte energeticky efektívnejší PoW blockchain, ako Ergo (ktorý má mnoho ďalších schopností), môže nájsť správnu rovnováhu medzi spotrebou energie a funkčnosťou, ktorá môže urobiť PoW efektívnejším, poskytnúť ďalšie funkcie a prekonať niektoré obmedzenia Bitcoinu.

Každé riešenie si vyžaduje starostlivé zváženie svojich nákladov, prínosov a rizík. Blockchainy sú veľkým stanom. Je tu miesto pre každého. Avšak, PoW NIPoPows a reťazcovo špecifické funkcie ako nájom za úložisko Ergo ponúkajú jedinečnú funkčnosť, ktorá stojí za dodatočné energetické výdavky pre niektoré použitia blockchainu.