Kürzlich kündigte Tesla an , Bitcoin-Zahlungen zu akzeptieren, nur um diesen Plan etwas mehr als einen Monat später zu stornieren. Das Unternehmen sagte: „Kryptowährung ist eine gute Idee … aber das kann nicht zu großen Kosten für die Umwelt führen.” Warum ist Kryptowährung schlecht für die Umwelt? Und kann sich das ändern? Lassen Sie uns näher darauf eingehen.
Was ist Kryptowährung?
Bevor wir uns mit den Umweltfragen befassen, ist es wichtig zu wissen, was Kryptowährung ist und woher sie kommt. Im Kern ist Kryptowährung eine Form der digitalen Währung. Die Chancen stehen gut, dass Sie bereits digitale Währungen haben und vielleicht noch nie so viel darüber nachgedacht haben. Wenn Sie online einkaufen oder persönlich mit einer Debitkarte bezahlen, verwenden Sie digitale Währung. Schließlich übergibst du kein physisches Geld.
Aber wo die Kryptowährung von anderen digitalen Währungen abweicht, ist das Ledger. Wenn Sie mit einer Debitkarte bezahlen, kontaktiert ein Einzelhandelssystem Ihre Bank und fragt nach Ihrem Geld. Die Bank überprüft ihre Bücher, um sicherzustellen, dass Sie über die Gelder verfügen, und verteilt sie dann. Die meisten Währungen basieren auf einem privaten oder zentralisierten Hauptbuch.
Kryptowährung ist stolz darauf, ein dezentrales Ledger (auch bekannt als Blockchain) zu verwenden. Niemand kontrolliert die Informationen darüber, wer wie viel von welchen Geldern hat. Stattdessen werden diese Informationen unter den vielen Freiwilligen, die an einer bestimmten Kryptowährungsmünze teilnehmen, geteilt und validiert.
Eine weitere einzigartige Facette der Kryptowährung ist etwas, das sie mit physischer Währung gemeinsam hat – ein begrenzter Pool von Vermögenswerten. Der digitale US-Dollar ist praktisch endlos. Es sind Zahlen in einem Computer, und wenn jemand einen weiteren Penny verdient, müssen wir dieser Person keinen geben. Ebenso müssen sich Milliardäre keine Gedanken darüber machen, wo sie ihr Geld aufbewahren (trotz Dagobert Duck) oder was zu tun ist, wenn sie mehr Geld verdient haben, als tatsächlich vorhanden war.
Aber physisches Geld wird gemacht, in Umlauf gebracht, zerstört und wieder gemacht. Und in ähnlicher Weise sind die meisten (wenn nicht alle) Kryptowährungen „gemacht” (Mining genannt) und weisen einen Haltepunkt auf. Nehmen Sie zum Beispiel Bitcoin ; Anfang 2011 existierten nur etwa 5,2 Millionen Bitcoins. Heute existieren über 18 Millionen Bitcoins. Aber das System erlaubt nur 21 Millionen Bitcoins – sobald wir diese Zahl erreicht haben, war es das: keine neuen Bitcoins mehr.
Und es ist der Prozess der Herstellung von Kryptowährung, der Umweltprobleme verursachen kann. Denn für viele Coins ist das Schürfen von Kryptowährung auf „Proof of Work” statt auf „Proof of Stake” angewiesen. Hier ist, was das bedeutet.
Proof of Work: Ein Umweltproblem
Für die meisten beliebten Kryptomünzen, wie Bitcoin und Etherium 1.0, ist es mühsam, mehr Münzen herzustellen (Mining genannt). Jeder, der am Schürfen von Kryptomünzen interessiert ist, richtet Software auf einer beliebigen Anzahl von Geräten (PCs, Telefonen, dedizierten Schürfmaschinen usw.) ein und lässt sie dann so lange laufen, wie er möchte.
Erster Teil: Der Wettbewerb
Aber Mining ist ein mehrstufiger Prozess. Der erste Teil ist ein blindes Rätselrennen, das jeder teilnehmende Miner zu gewinnen versucht. Sie haben vielleicht gehört, dass es beim Mining nur um komplexe Mathematik geht, aber das ist nicht ganz richtig. Stattdessen stellt das System selbst eine komplexe Gleichung mit einer einzigen Antwort her – aber es enthüllt die Gleichung nicht. Jeder Miner versucht im Wesentlichen zu erraten, was die Antwort ist, ohne die Gleichung zu kennen. Entweder ist die Vermutung richtig und der Miner gewinnt, oder sie ist falsch und muss es erneut versuchen. Der erste Miner, der richtig geraten hat, gewinnt die Runde.
Das Schöne an diesem System ist, dass es schwer ist, Gewinner zu werden, aber leicht zu erkennen, wer gewonnen hat. Es ist ein bisschen so, als würde man ein Puzzle mit der Bildseite nach unten lösen, indem man alle Teile willkürlich an ihren Platz setzt. Es würde viel Mühe erfordern, aber Sie wissen in dem Moment, in dem es gelöst ist.
Zweiter Teil: Das Hauptbuch
Im zweiten Teil geht es darum, das Hauptbuch zu quadrieren. Erinnern Sie sich, dass die Banken die Kryptomünzen nicht im Auge behalten? Bergleute tun. Jedes Mal, wenn jemand Kryptowährung sendet oder empfängt, werden diese Informationen an das öffentliche Ledger weitergegeben und später von Minern verifiziert. Das ist es, was niemanden davon abhält, dieselbe Bitcoin zweimal auszugeben, und was es einfach macht, die Ausgaben für Kryptowährungen zu verfolgen.
Betrachten Sie es als etwas Ähnliches wie die Seriennummer auf einem 20-Dollar-Schein. Wenn Sie einen 20-Dollar-Schein mit den richtigen Farben und dem richtigen Papier fotokopieren, sieht er vielleicht echt aus. Aber wenn Sie versuchen, beide „20-Dollar-Scheine” auszugeben, verrät die Tatsache, dass sie dieselbe Seriennummer haben, die Fälschung (neben anderen Sicherheitsmaßnahmen).
In ähnlicher Weise erhält jeder Miner, der den Wettbewerb im ersten Abschnitt gewinnt, einen Transaktionsblock, um ihn zu validieren und sicherzustellen, dass die Personen, die behaupten, die Kryptos zu besitzen, die sie ausgeben, sie auch tatsächlich besitzen. Sobald der Miner die Transaktionen überprüft und validiert hat, werden die Informationen an alle anderen Systeme verteilt, aus denen das Hauptbuch besteht. Dieser Teil ist einfach, aber lukrativ. Für den Gewinn des Blocks und die Validierung der Transaktionen erhalten Sie einen Teil neu erstellter Kryptomünzen (6,3 im Fall von Bitcoin), und wenn die Transaktionen Gebühren erforderten, gehen diese auch an Sie.
Gewinnen erfordert viel Energie
Und diese beiden Teile des Bergbaus arbeiten Hand in Hand, um den Energieverbrauch zu steigern. Je leistungsstärker Ihre Maschine ist, desto schneller sind Vermutungen erforderlich. Je schneller es raten kann, desto wahrscheinlicher ist es, dass Sie den Wettbewerb um die neueste Krypto-Münze gewinnen. Leistungsstarke Hardware garantiert nicht, dass Sie gewinnen, aber sie erhöht Ihre Chancen – ähnlich wie der Kauf von mehr Tombola-Tickets die Wahrscheinlichkeit erhöht, einen Preis zu gewinnen. Der Typ, der nur ein Ticket gekauft hat, könnte immer noch gewinnen, und die Person mit einer zu schwachen Maschine könnte immer noch die Kryptomünze bekommen. Es ist ein Glücksspiel.
Aber in einem zweischneidigen Schwert benötigt leistungsstarke Hardware mehr Strom, um zu funktionieren, was der erste Schlag gegen Proof-of-Work-Lösungen ist. Schließlich geht es beim Mining ausschließlich darum, Gewinne zu erzielen – und eine höhere Stromrechnung schmälert die Gewinne. Um dies zu lösen, stellen viele Bergleute ihre Maschinen an Orten auf, die günstige Stromtarife anbieten (oder stehlen! ), die wiederum typischerweise auf fossile Brennstoffe statt auf erneuerbare oder sogar nukleare Energie angewiesen sind. Das ist ein Doppelschlag für die Umwelt – mehr Energieverbrauch an schmutzigeren Orten.
Und um das Problem noch zu verschärfen, je mehr Leute minen, desto schwieriger ist es zu minen. Im Fall von Bitcoin (und anderen ähnlichen) erstellt das System nur alle zehn Minuten einen neuen zu lösenden Block. Sobald es gelöst ist, müssen Sie zehn Minuten warten, um es erneut zu versuchen. Je schneller es gelöst ist, desto schwieriger wird das System den nächsten Block machen. Wenn also der Preis von Bitcoin steigt, springen mehr Leute ein und das System passt sich an, um das Lösen des Rätsels schwieriger zu machen.
Das bedeutet, dass die Menschen auf leistungsfähigere Computer und dedizierte Miner angewiesen sind, die noch mehr Energie verbrauchen. Es ist ein Problem, das sich selbst ernährt. Dabei sind die GPU-Preise in die Höhe geschossen, NVIDIA hat versucht, das Mining auf seiner Hardware lahmzulegen, und es ist jetzt fast billiger, einen vorgefertigten Computer zu kaufen, als einen eigenen zu bauen. Einige Unternehmen versuchten sogar, auf den Trend aufzuspringen, wie der oben abgebildete unglückselige Kodak KashMiner.
Laut dem Cambridge Centre for Alternative Finance (CCAF) verbraucht allein das Bitcoin-Mining 112,57 Terawattstunden pro Jahr – mehr als Länder wie die Vereinigten Arabischen Emirate und die Niederlande in einem Jahr verbrauchen. Um dem entgegenzuwirken, wenden sich einige Kryptowährungen einem völlig anderen System zu, das auf Proof-of-Stake oder Proof-of-Coverage anstelle von Proof-of-Work setzt.
Alternatives Mining verbraucht weniger Energie
Um von den intensiven elektrischen Anforderungen an Proof-of-Work-Systeme wegzukommen, wenden sich einige Kryptowährungen alternativen Optionen zu. Die beiden derzeit beliebtesten Optionen sind Proof-of-Stake und Proof-of-Coverage. Insbesondere Etherium, das derzeit nach einem Proof-of-Work-Modell arbeitet, plant, bis 2022 vollständig auf ein Proof-of-Stake-Modell umzusteigen.
Proof of Stake ist ein Gewinnspielsystem
Das Proof-of-Stake-System stellt das Kryptomining auf den Kopf, indem es die Konkurrenz vollständig ausschaltet. Anstatt gegeneinander anzutreten, um zuerst ein Rätsel zu lösen, investieren Sie Ihre Münzen in das System, um mehr Münzen zu verdienen. Sie müssen immer noch Hardware bereitstellen, aber sie muss unter dem neuen System nicht leistungsfähig sein. Dieses System konzentriert sich ausschließlich auf die zweite Hälfte des Proof-of-Work-Mining – die Validierung.
Mit Proof of Stake „setzen” Sie Münzen in einem verlosungsähnlichen System, um zu beweisen, dass Sie ein vertrauenswürdiger Prüfer sind. Je mehr Münzen Sie einsetzen, desto mehr Einträge erhalten Sie. Wenn es an der Zeit ist, einen neuen Münzblock zu erstellen, wählt das System zufällige Teilnehmer aus, um neue Blöcke zu erstellen. Wenn Sie nicht ausgewählt werden, können Sie stattdessen zuvor erstellte Blöcke auf Genauigkeit und Legitimität validieren.
Im Gegensatz zum Arbeitsnachweis erhalten Sie in diesem System nicht die Münzen, die Sie erstellt haben. Stattdessen werden Sie mit Münzen für das Erstellen und Validieren von Blöcken belohnt. Sie können auch die Coins behalten, die Sie abgesteckt haben – es sei denn, Sie validieren böswillige Blöcke. Betrüger gedeihen in diesem System nie.
Betrüger zu verhindern ist in der Tat der ursprüngliche Punkt. Wenn in einem Proof-of-Work-System jemand 51 % der gesamten Verarbeitungsleistung in einem System hat, könnte er böswillige Blöcke und gefälschte Coins erstellen. Wenn Bitcoin keine neuen Münzen zum Schürfen mehr hat, springen die Leute möglicherweise ab und plötzlich wird es einfacher, 51 % der gesamten Macht zu haben.
Als Proof of Stake erhalten Sie nur dann die Macht, bösartige Blöcke zu erstellen, wenn Sie 51 % aller Coins besitzen. Und selbst dann könnten Sie bei dem Versuch alle Ihre Münzen verlieren. Selbst in dem unwahrscheinlichen Szenario, dass jemand 51 % des gesamten Etheriums besitzt, hat das System einen eingebauten Hemmschuh zum Betrügen. Erstellen Sie eine schlechte Münze und werden Sie erwischt, und Sie verlieren alle Ihre Münzen.
Aber das Ergebnis ist, dass Proof of Stake keine leistungsstarke Hardware erfordert. Das Validieren von Blöcken ist nicht der schwierige Teil; Es ist das Rennen, um das Rätsel zu lösen. Das Proof-of-Stake-System entfernt das Puzzle vollständig, sodass fast jede Hardware ausreicht, solange Sie genügend Münzen zum Eingeben haben. Wenn Etherium sein 2.0-Modell auf den Markt bringt, müssen die Benutzer 32 Münzen einsetzen, was eine Menge Geld ist (zum Zeitpunkt dieses Schreibens etwa 80.000 US-Dollar wert).
Einige Miner und Kryptowährungs-Apps arbeiten daran, Ressourcen zu bündeln, damit Menschen mit weniger als 32 Etherium immer noch in Aktion treten können, aber das ist mit Risiken verbunden, ebenso wie das Proof-of-Coverage-Modell.
Der Deckungsnachweis funktioniert in Ihrem Netzwerk
Helium Systems Inc.
Einige Kryptomünzen, wie Helium, arbeiten nach einem anderen Modell, das als Proof-of-Coverage (PoC)-System bezeichnet wird. Bei diesem Modell lösen Sie keine Rätsel und setzen keine Münzen ein. Stattdessen bieten Sie eine Dienstleistung an. Insbesondere Helium erfordert, dass Sie einen Router in Ihrem Haus hosten, der eine Verbindung zu Ihrem Netzwerk herstellt.
Der Helium-Router sendet dann ein LoRaWAN-Signal (das ist ein Long Range Wide Area Network), das andere verwenden können. LoRaWAN unterstützt Tracking-Kacheln, Gesundheitsmonitore und mehr. Wenn sich ein kompatibles Gerät Ihrem Helium-Router nähert, verbindet es sich automatisch mit dem freigegebenen Netzwerk. Und hoffentlich kann jemand seine verlorenen Schlüssel oder ein vermisstes Haustier finden.
Für Ihre Mühe erhalten Sie Kryptowährung – aber wie viel hängt von verschiedenen Umständen ab. Von Zeit zu Zeit meldet sich Ihr PoC-Router, um zu beweisen, dass Sie ihn mit dem Netzwerk verbunden haben. Ein anderer PoC-Router in der Nähe validiert diese Informationen und Sie werden belohnt.
Da es aber darum geht, das Netzwerk breit aufzubauen und dennoch eine Überfüllung zu vermeiden, bekommen Router, die zu nahe beieinander stehen, weniger Coins. Das wird jemanden daran hindern, drei Router in einem Haus zu hosten und viele Münzen zu verdienen, während er wenig Service beweist. Sogar Nachbarn sind zu nah, um den vollen Betrag zu verdienen. Gleichzeitig können sich zu weit voneinander entfernte Router gegenseitig nicht validieren. Wenn Sie also in einem übermäßig überlasteten Gebiet leben, sinkt Ihr Anteil an den Coins. Und wenn Sie den einzigen PoC-Router in Ihrer Nähe besitzen, wird Ihre Arbeit nicht validiert und Sie verdienen weniger Münzen.
Abgesehen von der Idee, ein weiteres sekundäres Netzwerk in Ihr Zuhause einzuladen, und den damit verbundenen Sicherheitsfragen. Darüber hinaus sind die Router teuer, im Bereich von 500 US-Dollar, und einige erfordern die Zahlung über andere Kryptowährungen wie Tether. Aber wenn Sie damit einverstanden sind, benötigen die Router selbst nur sehr wenig Strom und verbrauchen nicht so viel Energie wie herkömmliches Kryptomining. Und Sie könnten einen wertvollen Dienst leisten.
Letztendlich ist die Zukunft, wie bei allen Kryptowährungen, unbekannt. Die Abkehr vom Proof-of-Work-System könnte ins Gesicht fallen, und wir könnten auf lange Sicht beim traditionellen Mining stecken bleiben. Oder die gesamte Kryptowährung selbst könnte einen Fehler sehen.
Das ist schwer zu sagen, denn die größte Stärke der Kryptowährung ist auch ihre größte Schwäche – die Dezentralisierung. Es sorgt für ein volatiles System, und die jüngsten Rückgänge bei Bitcoin und Etherium beweisen diesen Punkt. Ein einzelner Tweet eines Elektrofahrzeugunternehmens, gefolgt von einer Ankündigung aus China, führte zu einer Spirale und zum Verlust von Tausenden von Dollar an Wert.
Aber zumindest im Moment benötigen die meisten Kryptowährungen eine enorme Menge an Energie, und das ist eine Überlegung wert. Wenn der Umweltschutz ganz oben auf Ihrer Liste der Bedenken steht, sei es als Einzelperson oder als Unternehmen, das erwägt , Zahlungsoptionen für Kryptowährungen hinzuzufügen, läuft der Betrieb von energiefressenden Bergleuten in Gebieten, in denen fossile Brennstoffe verbrannt werden, diesem Ziel zuwider.