Nyligen meddelade Tesla att de skulle acceptera Bitcoin-betalningar bara för att avbryta den planen drygt en månad senare. Företaget sa: "Cryptocurrency är en bra idé … men det här kan inte komma till stora kostnader för miljön." Varför är kryptovaluta dåligt för miljön? Och kan det förändras? Låt oss gräva in.
Vad är kryptovaluta?
Innan vi går in på miljöfrågorna är det viktigt att veta vad kryptovaluta är och varifrån den kommer. I sitt hjärta är kryptovaluta en form av digital valuta. Chansen är stor att du redan har digital valuta och kanske aldrig har tänkt så mycket på. När du handlar online eller betalar personligen med ett betalkort använder du digital valuta. När allt kommer omkring lämnar du inte över fysiska pengar.
Men där kryptovaluta avviker från annan digital valuta är huvudboken. När du betalar med betalkort kontaktar ett detaljhandelssystem din bank och ber om dina pengar. Banken kontrollerar sina reskontra för att säkerställa att du har pengarna och sprider dem sedan. De flesta valutan är beroende av en privat eller centraliserad reskontra.
Kryptovaluta är stolt över att använda en decentraliserad reskontra (även känd som en blockchain ). Ingen enhet kontrollerar informationen om vem som har hur mycket av vilken typ av medel. Istället delas och valideras den informationen bland de många frivilliga som deltar i ett visst kryptovalutmynt.
En annan unik aspekt av kryptovaluta är något den har gemensamt med fysisk valuta – en begränsad tillgångspool. Den digitala amerikanska dollarn är faktiskt oändlig. Det är siffror i en dator, och när någon tjänar ytterligare en slant behöver vi inte hitta någon att ge den personen. På samma sätt behöver miljardärer inte oroa sig för var de ska lagra sina pengar (trots Scrooge McDuck) eller vad de ska göra om de tjänat mer pengar än vad som faktiskt fanns.
Men fysiska pengar tjänas, cirkuleras, förstörs och tjänas igen. Och på liknande sätt är de flesta (om inte alla) kryptovalutor "gjorda" (kallas gruvdrift) och har en stopppunkt. Ta Bitcoin, till exempel; i början av 2011 fanns det bara cirka 5,2 miljoner Bitcoins. Idag finns det över 18 miljoner Bitcoins. Men systemet tillåter bara 21 miljoner Bitcoins – när vi väl har nått den siffran är det allt: inga fler nya Bitcoins.
Och det är processen att tillverka kryptovaluta som kan orsaka miljöproblem. För för många mynt förlitar gruvdrift av kryptovalutor på "bevis på arbete" istället för "bevis på insats." Här är vad det betyder.
Bevis på arbete: ett miljöproblem
För de flesta populära kryptomynten, som Bitcoin och Etherium 1.0, är det svårt att göra fler mynt (kallas gruvdrift). Alla som är intresserade av att bryta kryptomynt ställer in programvara på valfritt antal enheter (datorer, telefoner, dedikerade gruvmaskiner, etc.), och låter den sedan köra så länge de vill.
Del ett: Tävlingen
Men gruvdrift är en process i flera steg. Den första delen är ett blindt pussellopp som varje deltagande gruvarbetare försöker vinna. Du kanske har hört att gruvdrift handlar om att göra komplex matematik, men det är inte helt rätt. Istället kommer systemet självt med en komplex ekvation med ett enda svar – men det avslöjar inte ekvationen. Varje gruvarbetare försöker i princip gissa vad svaret är utan att känna till ekvationen. Antingen är gissningen rätt, och gruvarbetaren vinner, eller så är det fel och måste försöka igen. Den första gruvarbetaren att gissa rätt vinner omgången.
Det fina med systemet är att det är svårt att bli vinnare men lätt att säga vem som vann. Det är lite som att lösa ett pussel med bildsidan nedåt genom att slumpmässigt lägga alla bitar på plats. Det skulle ta mycket ansträngning, men du vet när det är löst.
Del två: The Ledger
Den andra delen handlar om att kvadrera huvudboken. Kommer du ihåg hur bankerna inte har koll på kryptomynten? Det gör gruvarbetare. Varje gång någon skickar eller tar emot kryptovaluta delas den informationen till den allmänna boken och verifieras sedan av gruvarbetare. Det är det som hindrar någon från att spendera samma bitcoin två gånger, och det som gör det enkelt att spåra utgifter för kryptovaluta .
Se det som något som liknar serienumret på en $20-sedel. Om du kopierar en $20-sedel med rätt färger och rätt papper kan det se verkligt ut. Men när du försöker spendera båda "$20-sedlarna", kommer det faktum att de har samma serienummer att försvinna falskt (bland andra säkerhetsåtgärder).
På samma sätt får varje gruvarbetare som vinner tävlingen i det första avsnittet ett block av transaktioner för att validera och för att säkerställa att de personer som påstår sig äga krypton de spenderar faktiskt äger den. När gruvarbetaren kontrollerar och validerar transaktionerna distribueras informationen till alla andra system som ingår i huvudboken. Den delen är enkel men lukrativ. För att vinna blocket och validera transaktionerna får du en del av nyskapade kryptomynt (6,3 i fallet med Bitcoin), och om transaktionerna kräver avgifter går de till dig också.
Att vinna kräver mycket energi
Och dessa två delar av gruvdrift arbetar hand i hand för att öka energianvändningen. Ju mer kraftfull din maskin är, desto snabbare krävs gissningar. Ju snabbare det kan ta gissningar, desto mer sannolikt är det att du vinner tävlingen om det nyaste kryptomyntet. Kraftfull hårdvara garanterar inte att du vinner, men det ökar dina odds – ungefär som att köpa fler lotter gör det mer sannolikt att vinna ett pris. Killen som bara köpte en biljett kan fortfarande vinna, och personen med en underdriven maskin kan fortfarande få kryptomyntet. Det är en chansning.
Men i ett tvåeggat svärd kräver kraftfull hårdvara mer elektricitet för att köra, vilket är den första träffen mot proof-of-work-lösningar. När allt kommer omkring är hela poängen med gruvdrift att göra vinst – och en högre elräkning tär på vinsten. För att lösa det, placerar många gruvarbetare sina maskiner på platser som erbjuder billiga elpriser (eller stjäl den! ), som i sin tur vanligtvis är beroende av fossila bränslen istället för förnybar eller till och med kärnkraft. Det är ett dubbelskande för miljön – mer energianvändning på smutsigare platser.
Och för att lägga till problemet, ju fler som bryter, desto svårare är det för mina. I Bitcoins fall (och andra liknande det) skapar systemet bara ett nytt block att lösa var tionde minut. När det är löst måste du vänta tio minuter för att försöka igen. Ju snabbare det löses, desto svårare kommer systemet att göra nästa block. Så när priset på Bitcoin stiger hoppar fler in och systemet anpassar sig för att göra det svårare att lösa pusslet.
Detta innebär att människor litar på mer kraftfulla datorer och dedikerade gruvarbetare, som bränner igenom ännu mer energi. Det är ett problem som livnär sig själv. Under processen har GPU-priserna skjutit i höjden, NVIDIA försökte lamslå gruvdrift på sin hårdvara, och det är nästan billigare att köpa en förbyggd dator nu än att bygga en egen. Vissa företag försökte till och med hoppa in i trenden, som den ödesdigra Kodak KashMiner på bilden ovan.
Enligt Cambridge Center for Alternative Finance (CCAF) förbrukar enbart Bitcoin-gruvdrift 112,57 terawattimmar per år – mer än länder som Förenade Arabemiraten och Nederländerna förbrukar på ett år. Och för att ta itu med det, vänder vissa kryptovalutor till ett helt annat system som helt och hållet är beroende av proof-of-stake eller proof-of-coverage istället för proof-of-work.
Alternativ gruvdrift förbrukar mindre energi
För att komma bort från de intensiva elektriska kraven på arbetsbevissystem, vänder sig vissa kryptovalutor till alternativa alternativ. De två populära valen just nu är proof-of-stake och proof-of-coverage. Särskilt Etherium, som för närvarande arbetar på en proof-of-work-modell, planerar att helt övergå till en proof-of-stake-modell till 2022.
Bevis på insats är ett lotterisystem
Systemet med proof-of-stake vänder kryptomineringen på huvudet genom att ta bort konkurrenterna helt. Istället för att tävla mot varandra för att lösa ett pussel först, investerar du dina mynt i systemet för att tjäna fler mynt. Du måste fortfarande tillhandahålla hårdvara, men den behöver inte vara kraftfull under det nya systemet. Detta system fokuserar enbart på den andra halvan av proof-of-work mining-validering.
Med bevis på insats "satsar" du mynt i ett lotteriliknande system för att bevisa att du är en pålitlig validator. Ju fler mynt du satsar, desto fler bidrag får du. När det är dags att göra ett nytt myntblock väljer systemet slumpmässiga deltagare för att skapa nya block. Om du inte blir utvald kan du validera tidigare gjorda block istället för noggrannhet och legitimitet.
Till skillnad från bevis på arbete får du inte mynten du gjort i det här systemet. Istället blir du belönad med mynt för att skapa och validera block. Du får behålla mynten du satsade också – om du inte validerar skadliga block. Fuskare trivs aldrig i detta system.
Att förhindra fuskare är faktiskt den ursprungliga poängen. I ett proof-of-work-system, om någon har 51 % av all processorkraft i ett system, kan de skapa skadliga block och falska mynt. När Bitcoin tar slut på nya mynt att bryta, kan folk hoppa fartyget och plötsligt blir det lättare att ha 51 % av all makt.
Som bevis på insats skulle du bara få makten att skapa skadliga block genom att äga 51 % av alla mynt. Och även då kan du förlora alla dina mynt när du försöker. Så även i det osannolika scenariot att någon äger 51 % av allt Etherium, har systemet ett inbyggt avskräckande från att fuska. Skapa ett dåligt mynt och bli gripen, och du förlorar alla dina mynt.
Men resultatet är att bevis på insats inte kräver kraftfull hårdvara. Att validera block är inte den svåra delen; det är kapplöpningen att lösa pusslet. Systemet med proof-of-stake tar bort pusslet helt, så nästan all hårdvara duger, så länge du har tillräckligt med mynt för att komma in. När Etherium lanserar sin 2.0-modell kommer det att kräva att användarna satsar 32 mynt, vilket är mycket pengar (cirka 80 000 $ värt när detta skrivs).
Vissa gruvarbetare och kryptovalutaappar arbetar med att slå samman resurser så att personer med mindre än 32 Etherium fortfarande kan ta del av det, men det kommer med risk, liksom proof-of-coverage-modellen.
Bevis på täckning fungerar ditt nätverk
Helium Systems Inc.
Några kryptomynt, som Helium, fungerar på en annan modell som kallas ett proof-of-coverage (PoC)-system. Med den här modellen löser du inte pussel eller satsar mynt. Istället tillhandahåller du en tjänst. Helium, i synnerhet, kräver att du är värd för en router i ditt hem som ansluter till ditt nätverk.
Helium-routern sänder sedan en LoRaWAN-signal (det är Long Range Wide Area Network) som andra kan använda. LoRaWAN driver spårningsbrickor, hälsoövervakare och mer. När en kompatibel enhet närmar sig din Helium-router ansluter den automatiskt till det delade nätverket. Och förhoppningsvis kan någon hitta sina borttappade nycklar eller ett saknat husdjur.
För ditt problem får du kryptovaluta – men hur mycket beror på olika omständigheter. Då och då kommer din PoC-router att nå ut för att bevisa att du höll den ansluten till nätverket. En annan närliggande PoC-router kommer att validera den informationen och du kommer att bli belönad.
Men eftersom tanken är att bygga nätverket brett och ändå undvika överbeläggning, får routrar som är för nära färre mynt. Det kommer att hindra någon från att vara värd för tre routrar i ett hem och tjäna massor av mynt samtidigt som den inte fungerar som den ska. Även grannar är för nära för att tjäna hela beloppet. Samtidigt kan routrar som är för långt ifrån varandra inte validera varandra. Så om du bor i ett överbelastat område går din andel av mynten ner. Och om du äger den enda PoC-routern i ditt område kommer ditt arbete att förbli ovaliderat och du kommer att tjäna färre mynt.
Det avsätter tanken på att bjuda in ett annat sekundärt nätverk i ditt hem och säkerhetsfrågorna. Dessutom är routrarna dyra, i intervallet $500, och vissa kräver betalning via andra kryptovalutor, som Tether. Men om du är bekväm med det, kräver själva routrarna väldigt lite ström och kommer inte att driva lika mycket energianvändning som traditionell kryptominering. Och du kan ge en värdefull tjänst.
I slutändan, precis som all annan kryptovaluta, är framtiden okänd. Skiftet bort från systemet med bevis på arbete kan falla platt på ansiktet, och vi kan ha fastnat i traditionell gruvdrift på lång sikt. Eller så kan hela kryptovalutan misslyckas.
Det är svårt att säga eftersom kryptovalutans största styrka också är dess värsta svaghet – decentralisering. Det skapar ett flyktigt system, och de senaste nedgångarna i Bitcoin och Etherium bevisar den punkten. En unik tweet från ett elbilsföretag, följt av ett tillkännagivande från Kina, ledde både till att spiral och förlorade tusentals dollar i värde.
Men för närvarande kräver åtminstone de flesta kryptovalutor en enorm mängd energi, och det är något som är värt att överväga. Om att skydda miljön står högt på din lista över bekymmer, oavsett om det är som en individ eller ett företag som överväger att lägga till betalningsalternativ för kryptovaluta, strider det mot det målet att driva energislukande gruvarbetare i områden som förbränner fossila bränslen.