Чому криптомайн шкідливий для навколишнього середовища і як він може стати кращим
Нещодавно Tesla оголосила, що прийматиме платежі біткойнами лише для скасування цього плану трохи більше ніж через місяць. Компанія сказала: «Криптовалюта — це хороша ідея… але це не може мати великих витрат для навколишнього середовища». Чому криптовалюта шкідлива для навколишнього середовища? І чи може це змінитися? Давайте заглиблюємося.
Що таке криптовалюта?
Перш ніж перейти до екологічних питань, важливо знати, що таке криптовалюта і звідки вона береться. По суті, криптовалюта є формою цифрової валюти. Швидше за все, у вас вже є цифрова валюта, і ви ніколи не думали так багато. Коли ви здійснюєте покупки в Інтернеті або оплачуєте особисто за допомогою дебетової картки, ви використовуєте цифрову валюту. Зрештою, ви не віддаєте фізичні гроші.
Але там, де криптовалюта відрізняється від іншої цифрової валюти, є книга. Коли ви платите дебетовою карткою, роздрібна система зв’язується з вашим банком і запитує ваші гроші. Банк перевіряє свої бухгалтерські книги, щоб переконатися, що у вас є кошти, а потім розпорошує їх. Більшість валют покладається на приватну або централізовану книгу.
Криптовалюта пишається тим, що використовує децентралізований реєстр (також відомий як блокчейн ). Жоден суб’єкт не контролює інформацію про те, хто і скільки коштів має. Натомість ця інформація передається та перевіряється багатьма волонтерами, які беруть участь у певній криптовалютній монеті.
Ще один унікальний аспект криптовалюти — це те, що її спільне з фізичною валютою — обмежений пул активів. Цифровий долар США фактично нескінченний. Це цифри в комп’ютері, і коли хтось заробляє ще одну копійку, нам не потрібно шукати яку, щоб дати цій людині. Крім того, мільярдерам не доведеться турбуватися про те, де зберігати свої гроші (не дивлячись на Скруджа Макдака) або що робити, якщо вони заробили більше грошей, ніж було насправді.
Але фізичні гроші виробляються, циркулюють, знищуються і робляться знову. Аналогічно, більшість (якщо не вся) криптовалюта «виробляється» (називається майнінгом) і має точку зупинки. Візьмемо, наприклад, біткойн ; на початку 2011 року існувало лише близько 5,2 мільйона біткойнів. Сьогодні існує понад 18 мільйонів біткойнів. Але система дозволяє отримати лише 21 мільйон біткойнів — як тільки ми досягнемо цього числа, ось і все: нових біткойнів більше немає.
І саме процес створення криптовалюти може спричинити екологічні проблеми. Оскільки для багатьох монет майнінг криптовалюти покладається на «доказ роботи», а не на «доказ долі». Ось що це означає.
Доказ роботи: екологічна проблема
Для більшості популярних криптовалют, таких як Bitcoin та Etherium 1.0, заробляти більше монет (так званий майнінг) є складним. Кожен, хто цікавиться майнінгом криптовалют, встановлює програмне забезпечення на будь-якій кількості пристроїв (ПК, телефони, спеціальні машини для майнінгу тощо), а потім дозволяє йому працювати скільки завгодно.
Частина перша: Конкурс
Але видобуток – це багатоетапний процес. Перша частина – це гонка-головоломка наосліп, в якій намагається виграти кожен шахтар, який бере участь. Ви, напевно, чули, що майнінг — це складна математика, але це не зовсім правильно. Замість цього сама система створює складне рівняння з однією відповіддю, але не розкриває рівняння. Кожен майнер, по суті, намагається вгадати відповідь, не знаючи рівняння. Або припущення правильне, і шахтар виграє, або він неправильний, і доведеться спробувати ще раз. Перший шахтар, який вгадає правильно, виграє раунд.
Краса системи в тому, що важко стати переможцем, але легко сказати, хто переміг. Це трохи схоже на розгадування головоломки зображенням донизу, довільно розставляючи всі частини. Це займе багато зусиль, але ви знаєте момент, коли це буде вирішено.
Частина друга: Головна книга
Друга частина пов’язана з квадратурою книги. Пам’ятаєте, як банки не стежать за криптовалютами? Шахтарі роблять. Кожного разу, коли хтось надсилає або отримує криптовалюту, ця інформація надсилається в публічну книгу, а потім перевіряється майнерами. Це те, що не дозволяє будь-кому витрачати один і той самий біткойн двічі, і що дозволяє легко відстежувати витрати криптовалюти.
Подумайте про це як про щось схоже на серійний номер на 20-доларовій купюрі. Якщо ви скопіюєте 20-доларову купюру з потрібними кольорами та відповідним папером, вона може виглядати справжньою. Але коли ви спробуєте витратити обидві «20-доларові банкноти», той факт, що вони мають однаковий серійний номер, видасть підробку (серед інших заходів безпеки).
Аналогічно, кожен майнер, який виграє конкурс у першому розділі, отримує блок транзакцій для підтвердження та гарантування того, що люди, які стверджують, що володіють криптовалютою, яку вони витрачають, дійсно володіють нею. Після того, як майнер перевіряє та підтверджує транзакції, інформація розповсюджується на всі інші системи, які містять книгу. Ця частина легка, але прибуткова. Щоб виграти блок і підтвердити транзакції, ви отримуєте частину новостворених криптовалют (6.3 у випадку з біткойнами), і якщо транзакції потребують комісії, вони також дістаються вам.
Перемога вимагає багато енергії
І ці дві частини майнінгу працюють рука об руку, щоб збільшити споживання енергії. Чим потужніша ваша машина, тим швидше вона приймає припущення. Чим швидше ви зможете вгадати, тим більша ймовірність, що ви виграєте конкурс на нову криптовалюту. Потужне обладнання не гарантує виграшу, але воно збільшує ваші шанси — так само, як покупка більшої кількості квитків у лотерею, підвищує ймовірність виграти приз. Хлопець, який купив лише один квиток, все одно може виграти, а людина з малопотужною машиною все одно може отримати криптовалюту. Це азартна гра.
Але в двосторонньому мечі потужне обладнання вимагає більше електроенергії для роботи, що є першим ударом проти рішень, що підтверджують роботу. Зрештою, суть майнінгу полягає в тому, щоб отримати прибуток, а більший рахунок за електроенергію з’їдає прибуток. Щоб вирішити це, багато шахтарів розташовують свою техніку в місцях, де пропонують дешеві тарифи на електроенергію (або крадуть її! ), які, у свою чергу, зазвичай покладаються на викопне паливо замість відновлюваної або навіть ядерної енергії. Це подвійний удар для навколишнього середовища — більше споживання енергії в брудніших місцях.
І щоб додати проблему, чим більше людей займається майнінгом, тим важче майнити. У випадку з біткойнами (та іншими подібними) система створює лише новий блок кожні десять хвилин. Після вирішення проблеми вам доведеться почекати десять хвилин, щоб спробувати ще раз. Чим швидше це буде розв’язано, тим складніше система зробить наступний блок. Тому, коли ціна біткойна зростає, все більше людей підключаються, і система пристосовується, щоб ускладнити розгадку головоломки.
Це означає, що люди покладаються на потужніші комп’ютери та спеціалізовані майнери, які витрачають ще більше енергії. Це проблема, яка сама себе годує. У цьому процесі ціни на графічні процесори різко зросли, NVIDIA намагалася пошкодити майнінг на своєму апаратному забезпеченні, і зараз майже дешевше купити готовий комп’ютер, ніж створити власний. Деякі компанії навіть намагалися підключитися до цієї тенденції, як -от злощасний Kodak KashMiner, зображений вище.
За даними Кембриджського центру альтернативних фінансів (CCAF), тільки на видобуток біткойн витрачається 112,57 терават-годин на рік — більше, ніж такі країни, як Об’єднані Арабські Емірати та Нідерланди, споживають за рік. І щоб вирішити це, деякі криптовалюти звертаються до іншої системи, яка повністю покладається на підтвердження долі чи підтвердження покриття замість підтвердження роботи.
Альтернативний видобуток споживає менше енергії
Щоб уникнути жорстких вимог до електричних систем підтвердження роботи, деякі криптовалюти звертаються до альтернативних варіантів. Зараз є два популярних варіанти: proof-of-stake і proof-of-coverage. Зокрема, Etherium, який наразі працює за моделлю proof-of-work, планує повністю перейти на модель proof-of-stake до 2022 року.
Доказ ставки – це система розіграшу
Система proof-of-stake перевертає криптомайнінг з ніг на голову, повністю видаляючи конкуренцію. Замість того, щоб змагатися один з одним, щоб спочатку розгадати головоломку, ви вкладаєте свої монети в систему, щоб заробити більше монет. Вам все одно потрібно надати апаратне забезпечення, але воно не має бути потужним у новій системі. Ця система зосереджена виключно на другій половині видобутку proof-of-work — валідації.
З підтвердженням ставки ви «ставите» монети в систему, подібну до лотереї, щоб довести, що ви надійний валідатор. Чим більше монет ви ставите, тим більше записів ви отримаєте. Коли приходить час створювати новий блок монет, система вибирає випадкових учасників для створення нових блоків. Якщо вас не вибрано, ви можете перевірити раніше зроблені блоки на точність і легітимність.
На відміну від підтвердження роботи, ви не отримуєте монети, зроблені в цій системі. Замість цього ви отримуєте винагороду монетами за створення та перевірку блоків. Ви також можете зберегти монети, на які поставили — якщо ви не перевірите шкідливі блоки. Шахраї ніколи не процвітають у цій системі.
Запобігання шахраям насправді є оригінальним пунктом. У системі proof-of-work, якщо хтось має 51% усієї обчислювальної потужності в системі, він може створювати шкідливі блоки та підроблені монети. Коли в біткойнах закінчуються нові монети, які можна добувати, люди можуть підскочити, і раптом мати 51% всієї потужності стає легше.
На підтвердження ставки ви отримаєте можливість створювати шкідливі блоки, лише володіючи 51% усіх монет. І навіть тоді ви можете втратити всі свої монети, намагаючись. Тому навіть у малоймовірному сценарії, коли хтось дійсно володіє 51% всього Etherium, система має вбудований стимул до шахрайства. Створіть погану монету і вас спіймають, і ви втратите всі свої монети.
Але підсумок полягає в тому, що підтвердження ставки не вимагає потужного обладнання. Перевірка блоків не є складною частиною; це гонка, щоб вирішити головоломку. Система proof-of-stake повністю видаляє головоломку, тому підійде практично будь-яке обладнання, якщо у вас достатньо монет для введення. Коли Etherium випустить свою модель 2.0, користувачі вимагатимуть від користувачів поставити 32 монети, що є чимало грошей (на момент написання цієї статті коштує близько 80 000 доларів).
Деякі майнери та додатки для криптовалют працюють над об’єднанням ресурсів, щоб люди з менш ніж 32 Etherium все ще могли отримати його в дію, але це пов’язано з ризиком, як і модель підтвердження покриття.
Доказ покриття працює у вашій мережі
Helium Systems Inc.
Кілька криптовалют, наприклад Helium, працюють за іншою моделлю, яка називається системою підтвердження покриття (PoC). З цією моделлю ви не розгадуєте головоломки та не ставить монети. Натомість ви надаєте послугу. Helium, зокрема, вимагає, щоб у вашому домі був розміщений маршрутизатор, який підключається до вашої мережі.
Потім маршрутизатор Helium передає сигнал LoRaWAN (це глобальна мережа дальнього діапазону) для використання іншими. LoRaWAN підтримує плитки відстеження, монітори здоров’я тощо. Коли сумісний пристрій наближається до вашого маршрутизатора Helium, він автоматично підключається до спільної мережі. І, сподіваюся, хтось зможе знайти втрачені ключі або зниклу тварину.
За свої проблеми ви отримаєте криптовалюту, але скільки залежить від різних обставин. Час від часу ваш роутер PoC буде звертатися, щоб довести, що ви підтримували його підключеним до мережі. Інший маршрутизатор PoC поруч перевірить цю інформацію, і ви отримаєте винагороду.
Але оскільки ідея полягає в тому, щоб розширити мережу і при цьому уникнути переповненості, маршрутизатори, які знаходяться занадто близько, отримують менше монет. Це завадить комусь розмістити три маршрутизатори в одному будинку і заробити багато монет, не доводячи користі. Навіть сусіди занадто близько, щоб заробити всю суму. У той же час маршрутизатори, які занадто віддалені один від одного, не можуть підтвердити один одного. Тож якщо ви живете в занадто перевантаженій місцевості, ваша частка монет зменшується. А якщо у вас є єдиний роутер PoC у вашому регіоні, ваша робота буде непідтверджена, і ви будете заробляти менше монет.
Це залишає в стороні ідею запрошення іншої вторинної мережі у вашому домі та відповідні питання безпеки. Крім того, маршрутизатори дорогі, в діапазоні 500 доларів, а деякі вимагають оплати через інші криптовалюти, наприклад Tether. Але якщо вам це зручно, самі маршрутизатори вимагають дуже мало енергії і не будуть споживати стільки енергії, як традиційний криптомайнінг. І ви можете надати цінну послугу.
Зрештою, як і всі криптовалюти, майбутнє невідоме. Відхід від системи підтвердження роботи може впасти назустріч, і ми можемо застрягти в традиційному видобутку на тривалий час. Або вся сама криптовалюта може зазнати невдачі.
Важко сказати, тому що найбільша сила криптовалюти є також її найгіршою слабкістю — децентралізація. Це створює нестабільну систему, і останні падіння курсів біткойнів та ефіріуму підтверджують це. Незвичайний твіт від компанії EV, а потім оголошення з Китаю, привів до спіралі та втрати тисячі доларів.
Але поки що, принаймні, більшість криптовалюти вимагає величезної кількості енергії, і це те, що варто розглянути. Якщо захист довкілля займає перше місце у вашому списку турбот, будь то особа чи компанія, яка розглядає можливість додавання варіантів оплати криптовалютою, запуск енергетичних шахтарів у зонах спалювання викопного палива суперечить цій меті.