Dlaczego kryptoming jest szkodliwy dla środowiska i jak może być lepszy?
Niedawno Tesla ogłosiła, że zaakceptuje płatności Bitcoin tylko po to, aby anulować ten plan nieco ponad miesiąc później. Firma powiedziała: „Kryptowaluta to dobry pomysł… ale nie może to kosztować środowisko". Dlaczego kryptowaluta jest szkodliwa dla środowiska? I czy to może się zmienić? Zagłębimy się.
Co to jest kryptowaluta?
Zanim przejdziemy do kwestii środowiskowych, ważne jest, aby wiedzieć, czym jest kryptowaluta i skąd pochodzi. W istocie kryptowaluta jest formą waluty cyfrowej. Są szanse, że masz już walutę cyfrową i być może nigdy nie zastanawiałeś się nad tym. Kiedy robisz zakupy online lub płacisz osobiście kartą debetową, używasz waluty cyfrowej. W końcu nie przekazujesz fizycznych pieniędzy.
Ale tam, gdzie kryptowaluta odbiega od innej waluty cyfrowej, jest księga główna. Kiedy płacisz kartą debetową, system detaliczny kontaktuje się z Twoim bankiem i prosi o Twoje pieniądze. Bank sprawdza swoje księgi, aby upewnić się, że masz środki, a następnie je rozprasza. Większość walut opiera się na prywatnej lub scentralizowanej księdze.
Kryptowaluta szczyci się używaniem zdecentralizowanej księgi (znanej również jako blockchain ). Żaden podmiot nie kontroluje informacji o tym, kto i jakie środki posiada. Zamiast tego informacje te są udostępniane i zatwierdzane przez wielu wolontariuszy uczestniczących w konkretnej monecie kryptowaluty.
Innym unikalnym aspektem kryptowaluty jest coś, co łączy ją z walutą fizyczną – ograniczona pula aktywów. Cyfrowy dolar amerykański jest praktycznie nieskończony. To cyfry w komputerze, a kiedy ktoś zarabia kolejny grosz, nie musimy go szukać, aby dać tej osobie. Podobnie miliarderzy nie muszą się martwić o to, gdzie przechowywać swoje pieniądze (niezależnie od Scrooge McDuck) ani co zrobić, jeśli zarobili więcej pieniędzy, niż faktycznie istniały.
Ale fizyczne pieniądze są robione, rozpowszechniane, niszczone i ponownie robione. I podobnie, większość (jeśli nie wszystkie) kryptowalut jest „zrobiona” (tzw. kopanie) i posiada punkt zatrzymania. Weźmy na przykład Bitcoin ; na początku 2011 roku istniało tylko około 5,2 miliona Bitcoinów. Obecnie istnieje ponad 18 milionów Bitcoinów. Ale system pozwala tylko na 21 milionów bitcoinów – kiedy osiągniemy tę liczbę, to koniec: nigdy więcej nowych bitcoinów.
I to proces tworzenia kryptowaluty może powodować problemy środowiskowe. Ponieważ w przypadku wielu monet kopanie kryptowaluty opiera się na „dowodzie pracy” zamiast „dowodzie stawki”. Oto, co to oznacza.
Dowód pracy: problem środowiskowy
W przypadku najpopularniejszych monet kryptograficznych, takich jak Bitcoin i Etherium 1.0, zarabianie większej liczby monet (tzw. kopanie) jest żmudne. Każdy zainteresowany kopaniem monet kryptograficznych konfiguruje oprogramowanie na dowolnej liczbie urządzeń (komputery, telefony, dedykowane maszyny do kopania itp.), a następnie pozwala mu działać tak długo, jak chce.
Część pierwsza: Konkurs
Ale wydobycie to proces wieloetapowy. Pierwsza część to ślepy wyścig łamigłówek, w którym każdy uczestniczący górnik próbuje wygrać. Być może słyszeliście, że w górnictwie chodzi o wykonywanie złożonej matematyki, ale to nie do końca prawda. Zamiast tego sam system wymyśla złożone równanie z jedną odpowiedzią — ale nie ujawnia równania. Każdy górnik zasadniczo próbuje odgadnąć odpowiedź bez znajomości równania. Albo domysł jest słuszny i górnik wygrywa, albo się myli i musi spróbować ponownie. Pierwszy górnik, który zgadnie dobrze, wygrywa rundę.
Piękno systemu polega na tym, że trudno zostać zwycięzcą, ale łatwo stwierdzić, kto wygrał. To trochę jak rozwiązywanie zagadki obrazkiem do dołu, losowo układając wszystkie elementy na swoich miejscach. Zajęłoby to dużo wysiłku, ale wiesz, w którym momencie problem został rozwiązany.
Część druga: Księga
Druga część dotyczy kwadratury księgi. Pamiętasz, jak banki nie śledzą monet kryptograficznych? Górnicy tak robią. Za każdym razem, gdy ktoś wysyła lub otrzymuje kryptowalutę, informacje te są udostępniane w księdze publicznej, a następnie weryfikowane przez górników. To właśnie powstrzymuje nikogo przed dwukrotnym wydaniem tego samego bitcoina i ułatwia śledzenie wydatków w kryptowalutach .
Pomyśl o tym jak o numerze seryjnym na 20-dolarowym rachunku. Jeśli skopiujesz rachunek 20-dolarowy we właściwych kolorach i na odpowiednim papierze, może to wyglądać naprawdę. Ale kiedy spróbujesz wydać oba „dolarowe banknoty”, fakt, że mają ten sam numer seryjny, zdradzi fałszywkę (między innymi środkami bezpieczeństwa).
Podobnie, każdy górnik, który wygra konkurs w pierwszej sekcji, otrzymuje blok transakcji do weryfikacji i upewnienia się, że osoby, które twierdzą, że są właścicielami krypto, które wydają, faktycznie je posiadają. Gdy górnik sprawdzi i zatwierdzi transakcje, informacje zostaną rozesłane do wszystkich innych systemów składających się na księgę. Ta część jest łatwa, ale lukratywna. Za wygranie bloku i zatwierdzenie transakcji otrzymujesz porcję nowo utworzonych kryptowalut (6,3 w przypadku Bitcoina), a jeśli transakcje wymagają opłat, one również trafiają do Ciebie.
Zwycięstwo wymaga dużo energii
A te dwie części górnictwa współpracują ze sobą, aby zwiększyć zużycie energii. Im mocniejsza jest twoja maszyna, tym szybciej zgaduje. Im szybciej zgadnie, tym większe prawdopodobieństwo, że wygrasz konkurs na najnowszą kryptowalutę. Potężny sprzęt nie gwarantuje wygranej, ale zwiększa Twoje szanse — podobnie jak kupowanie większej liczby losów na loterię zwiększa prawdopodobieństwo wygrania nagrody. Facet, który kupił tylko jeden los, nadal może wygrać, a osoba z niedostateczną maszyną może nadal otrzymać kryptowalutę. To hazard.
Ale w mieczu obosiecznym potężny sprzęt wymaga więcej energii elektrycznej do działania, co jest pierwszym trafieniem w rozwiązania sprawdzające pracę. W końcu cały sens wydobycia polega na osiągnięciu zysku – a wyższy rachunek za energię elektryczną zjada zyski. Aby rozwiązać ten problem, wielu górników umieszcza swoje maszyny w miejscach, które oferują niskie stawki za energię elektryczną (lub ją kradną! ), które z kolei zazwyczaj opierają się na paliwach kopalnych zamiast na energii odnawialnej lub nawet jądrowej. To podwójna szkoda dla środowiska — większe zużycie energii w bardziej brudnych miejscach.
A do tego jeszcze problem, im więcej ludzi kopie, tym trudniej jest kopać. W przypadku Bitcoina (i innych podobnych) system tworzy nowy blok do rozwiązania tylko co dziesięć minut. Po rozwiązaniu problemu musisz odczekać dziesięć minut, aby spróbować ponownie. Im szybciej zostanie rozwiązany, tym trudniejszy system wykona następny blok. Tak więc, gdy cena Bitcoina rośnie, coraz więcej osób wskakuje, a system dostosowuje się, aby utrudnić rozwiązywanie zagadki.
Oznacza to, że ludzie polegają na mocniejszych komputerach i oddanych górnikach, które zużywają jeszcze więcej energii. To problem, który sam się karmi. W międzyczasie ceny GPU poszybowały w górę, NVIDIA próbowała sparaliżować wydobycie na swoim sprzęcie, a teraz jest prawie taniej kupić gotowy komputer niż zbudować własny. Niektóre firmy próbowały nawet wskoczyć na ten trend, jak na przykład nieszczęsny Kodak KashMiner na zdjęciu powyżej.
Według Cambridge Centre for Alternative Finance (CCAF), samo wydobycie Bitcoina zużywa 112,57 terawatogodzin rocznie – więcej niż kraje takie jak Zjednoczone Emiraty Arabskie i Holandia zużywają w ciągu roku. Aby temu zaradzić, niektóre kryptowaluty zwracają się do zupełnie innego systemu, który opiera się na dowodzie stawki lub dowodzie pokrycia zamiast na dowodzie pracy.
Alternatywne górnictwo zużywa mniej energii
Aby uciec od intensywnych wymagań elektrycznych, systemów sprawdzających pracę, niektóre kryptowaluty zwracają się w stronę alternatywnych opcji. Dwie popularne obecnie opcje to dowód stawki i dowód pokrycia. W szczególności Etherium, które obecnie działa w modelu proof-of-work, planuje całkowicie przejść na model proof-of-stake do 2022 roku.
Dowód stawki to system loterii
System proof-of-stake stawia kopanie kryptowalut na głowie, całkowicie usuwając konkurencję. Zamiast konkurować ze sobą, aby najpierw rozwiązać zagadkę, inwestujesz swoje monety w system, aby zarobić więcej monet. Nadal musisz dostarczyć sprzęt, ale w nowym systemie nie musi on być wydajny. System ten koncentruje się wyłącznie na drugiej połowie wydobywania dowodów pracy — walidacji.
Mając dowód stawki, „obstawiasz” monety w systemie podobnym do loterii, aby udowodnić, że jesteś godnym zaufania walidatorem. Im więcej monet postawisz, tym więcej zdobędziesz wpisów. Kiedy nadchodzi czas na wykonanie nowego bloku monet, system wybiera losowych uczestników, którzy tworzą nowe bloki. Jeśli nie zostaniesz wybrany, możesz zamiast tego zweryfikować wcześniej wykonane bloki pod kątem dokładności i legalności.
W przeciwieństwie do dowodu pracy nie otrzymujesz monet, które zarobiłeś w tym systemie. Zamiast tego otrzymujesz monety za tworzenie i sprawdzanie bloków. Możesz również zatrzymać postawione monety — chyba że potwierdzisz złośliwe bloki. W tym systemie oszuści nigdy nie prosperują.
Właściwie zapobieganie oszustom to podstawa. W systemie typu proof-of-work, jeśli ktoś ma 51% całej mocy obliczeniowej systemu, może tworzyć złośliwe bloki i fałszywe monety. Kiedy Bitcoinowi zabraknie nowych monet do wydobycia, ludzie mogą wskoczyć na statek i nagle posiadanie 51% całej mocy staje się łatwiejsze.
Na dowód stawki zyskasz moc tworzenia złośliwych bloków tylko dzięki posiadaniu 51% wszystkich monet. A nawet wtedy możesz stracić wszystkie swoje monety, próbując. Więc nawet w mało prawdopodobnym scenariuszu, w którym ktoś posiada 51% całego Etherium, system ma wbudowaną czynnik zniechęcający do oszukiwania. Stwórz złą monetę i daj się złapać, a stracisz wszystkie swoje monety.
Ale rezultat jest taki, że dowód stawki nie wymaga wydajnego sprzętu. Walidacja bloków nie jest trudna; to wyścig, aby rozwiązać zagadkę. System proof-of-stake całkowicie usuwa łamigłówkę, więc wystarczy prawie każdy sprzęt, o ile masz wystarczająco dużo monet, aby wejść. Kiedy Etherium wprowadza na rynek swój model 2.0, użytkownicy będą musieli postawić 32 monety, co stanowi dużo pieniędzy (około 80 000 USD w chwili pisania tego tekstu).
Niektórzy górnicy i aplikacje kryptowalutowe pracują nad łączeniem zasobów, aby osoby z mniej niż 32 Etherium nadal mogły korzystać z tego w akcji, ale wiąże się to z ryzykiem, podobnie jak model dowodu pokrycia.
Dowód zasięgu działa w Twojej sieci
Helium Systems Inc.
Kilka monet kryptograficznych, takich jak Helium, działa w oparciu o inny model zwany systemem proof-of-coverage (PoC). W tym modelu nie rozwiązujesz zagadek ani nie stawiasz monet. Zamiast tego świadczysz usługę. W szczególności hel wymaga hostowania routera w domu, który łączy się z siecią.
Router Helium następnie emituje sygnał LoRaWAN (czyli Long Range Wide Area Network), aby inni mogli z niego korzystać. LoRaWAN zasila kafelki śledzące, monitory stanu i nie tylko. Gdy kompatybilne urządzenie zbliża się do routera Helium, automatycznie łączy się z udostępnioną siecią. I miejmy nadzieję, że ktoś znajdzie zagubione klucze lub zaginionego zwierzaka.
Za kłopoty dostaniesz kryptowalutę — ale ile zależy od różnych okoliczności. Co jakiś czas Twój router PoC skontaktuje się z Tobą, aby udowodnić, że utrzymywałeś połączenie z siecią. Inny pobliski router PoC zweryfikuje te informacje, a ty zostaniesz nagrodzony.
Ale ponieważ chodzi o szeroką budowę sieci, a jednocześnie unikanie przepełnienia, routery znajdujące się zbyt blisko otrzymują mniej monet. Uniemożliwi to komuś hostowanie trzech routerów w jednym domu i zarabianie mnóstwa monet, jednocześnie świadcząc niewielką usługę. Nawet sąsiedzi są zbyt blisko, aby zarobić pełną kwotę. Jednocześnie routery, które są zbyt daleko od siebie, nie mogą się nawzajem sprawdzać. Więc jeśli mieszkasz w nadmiernie zatłoczonym obszarze, twój udział w monetach spada. A jeśli posiadasz jedyny router PoC w Twojej okolicy, Twoja praca nie zostanie zweryfikowana i zarobisz mniej monet.
To odsuwa na bok pomysł zaproszenia innej sieci dodatkowej w domu i związane z tym pytania dotyczące bezpieczeństwa. Ponadto routery są drogie, w przedziale 500 USD, a niektóre wymagają płatności za pośrednictwem innych kryptowalut, takich jak Tether. Ale jeśli czujesz się z tym komfortowo, same routery wymagają bardzo małej mocy i nie będą zużywać tyle energii, co tradycyjne kopanie kryptowalut. I możesz zapewnić cenną usługę.
Ostatecznie, podobnie jak wszystkie kryptowaluty, przyszłość jest nieznana. Odejście od systemu dowodu pracy może upaść na czoło i możemy utknąć w tradycyjnym górnictwie na dłuższą metę. Albo cała kryptowaluta sama w sobie może zawieść .
Trudno powiedzieć, ponieważ największą siłą kryptowaluty jest także jej najgorsza słabość – decentralizacja. To sprawia, że system jest niestabilny, a ostatnie spadki w Bitcoin i Etherium to potwierdzają. Pojedynczy tweet firmy EV, po którym nastąpiło ogłoszenie z Chin, doprowadził zarówno do spirali, jak i do utraty wartości tysięcy dolarów.
Ale przynajmniej na razie większość kryptowalut wymaga ogromnej ilości energii i jest to coś, co warto rozważyć. Jeśli ochrona środowiska jest wysoko na liście obaw, niezależnie od tego, czy jest to osoba fizyczna, czy firma rozważająca dodanie opcji płatności w kryptowalutach, prowadzenie wydobywców energii na obszarach spalania paliw kopalnych jest sprzeczne z tym celem.