Bewijs van inzet: een oplossing voor de energieproblemen van Bitcoin?

Bitcoin heeft een energieprobleem. Dankzij het proof of work gedistribueerde consensus-algoritme van de munt, creëert Bitcoin-mijnbouw een enorme ecologische voetafdruk. Mijnwerkers verbruiken jaarlijks naar schatting 29.05 TWh elektriciteit. Dat is 0,13% van het jaarlijkse energieverbruik in de wereld, dat is meer dan 159 landen, waaronder bijna heel Afrika.

In combinatie met het competitieve karakter van mijnbouw, is de exponentiële groei van Bitcoin grotendeels de oorzaak van dit ongebreidelde energieverbruik. De algemene aandacht van het publiek en de enorme toename van het transactievolume hebben het probleem alleen maar verergerd, zoals de Bitcoin Energy Consumption Index schat dat de stroomuitgaven voor de mijnbouw tussen oktober en november met 29,98% zijn gestegen.

Met dit exponentiële tempo heeft de snelle stijging van de cryptocurrency het tempo om tegen 2019 meer energie te verbruiken dan de hele VS..

De bijdragende factoren

Om de oorzaak van deze energiecrisis goed te kunnen diagnosticeren, moeten we de relatie tussen de netwerkgroei van Bitcoin en de mijnbouwmechanismen onderzoeken..

Volgens het proof of work-model van Bitcoin concurreren miners met elkaar om een ​​gedistribueerde consensus (de manier waarop Bitcoin circuleert) op de blockchain te verzekeren. Mijnwerkers zetten hun rekenkracht in om de transacties die via het netwerk worden verzonden, te verifiëren.

Om dit te doen, lossen de computers de coderingspuzzels op die elke transactie beveiligen, en zodra ze zijn opgelost, slaan ze ze op als hashes in de blokken van het grootboek. De eerste miner die het huidige blok voltooit, ontvangt een blokbeloning in Bitcoin.

Zoals je in de afbeelding kunt zien, stimuleert het competitieve karakter van bewijs van werk mijnwerkers om zoveel mogelijk verwerkingskracht aan de blockchain te besteden. Hoe krachtiger uw mijnbouwinstallatie, hoe sneller u de transactie-encryptie kunt oplossen, hoe groter de kans dat u een blok voltooit en de beloningen ontvangt.

Vroeger, in de kinderschoenen van Bitcoin, was het vroeger zo dat je betrouwbaar kon mijnen met een grafische kaart of een alledaagse computerprocessor. Maar die dagen zijn allang voorbij. Naarmate meer mijnwerkers op de Bitcoin-jus-trein sprongen, werd er meer geavanceerde mijnsoftware ontwikkeld om mijnwerkers een voorsprong te geven. Deze hardware-wapenwedloop culmineerde in applicatie-specifieke Integrated Circuit (ASIC) mining. In TLDR-termen zijn ASIC-miners processors die efficiënter en krachtiger zijn dan CPU’s of GPU’s.

En ze lieten de oorspronkelijke mijnbouwprocedures in het stof achter. Serieus, als je met je computer of grafische kaart probeert te concurreren met ASIC-mijnbouwplatforms, zou het zijn alsof je de Grand Prix van Monaco probeert te winnen met een vespa.

Op dit moment is zelfs een enkele ASIC niet genoeg om te concurreren met de mijnbouwpools in de Hoofdklasse. De grootste mijncoöperaties bouwen honderden ASIC’s op om enorme processorpools te creëren. Om concurrerend te blijven met andere miners, zullen deze pools hardware aan hun rigs toevoegen om het algehele hashvermogen (output) te vergroten.

U ziet waarschijnlijk waar dit naartoe gaat. Mijnbouwplatforms hebben uiteraard elektriciteit nodig, en hoe harder ze moeten werken, hoe meer stroom ze verbruiken. Als zodanig leiden de concurrentiestimulansen van proof of work steevast tot een exponentiële toename van het energieverbruik.

En dit omvat niet eens moeilijkheidsverhogingen. Elke 2.016 blokken ondergaat Bitcoin een moeilijkheidsgraad. Deze aanpassing is bedoeld om de moeilijkheidsgraad van blokken te schalen om de hashrates van mijnbouw te evenaren, zodat geen enkele mijnwerker algoritmen te snel oplost en alle blokbeloningen in het proces opzuigt. Dit betekent echter dat hoe meer miners er op het netwerk zijn, hoe moeilijker het wordt om de gecodeerde algoritmen na elke aanpassing op te lossen. Dit zou ook betekenen dat mijnbouwplatforms harder moeten werken om concurrerend te blijven, en dus nog meer stroom verbruiken.

Beginnen met het krijgen van de foto? Hoe meer mensen Bitcoin kopen, hoe meer mijnwerkers zich aangetrokken voelen tot de valuta voor de waardering ervan. Met meer mijnwerkers komt er meer energieverbruik om de concurrentie aan te wakkeren, en met een groeiend netwerk zal elke moeilijkheidsaanpassing het energieverbruik alleen maar verergeren door mijnwerkers harder te laten werken.

Nu we dat uit de weg hebben geruimd, gaan we dit probleem op zijn kop zetten en een mogelijke oplossing bekijken.

The Case for Proof of Stake

Bewijs van inzet is een alternatief algoritme om de gedistribueerde consensus van een blockchain te bereiken. Het kwam in 2012 op de markt, met Peercoin, NXT en BlackCoin als primaire early adopters.

Er bestaan ​​geen mijnwerkers onder het proof of stake-model. In plaats daarvan worden ze vervangen door validators (of vervalsers) die verantwoordelijk zijn voor het valideren van transacties. Doorgaans zetten validators een bepaald bedrag van een bewijs van inzetvaluta in de kernportefeuille van die blockchain.

Het netwerk van die valuta kan ze vervolgens deterministisch selecteren om het volgende blok te construeren. Het selectiemechanisme varieert per algoritme, aangezien het willekeurig kan worden gekozen of op basis van een combinatie van variabelen, zoals de totale rijkdom en de hoeveelheid tijd dat het is ingezet.

Het is belangrijk op te merken dat het bewijs van inzet geen blokbeloningen biedt, alleen transactiekosten, dus theoretisch wekt het model niet dezelfde concurrentie-impuls op als het proof of work-systeem. Hoewel u mogelijk vaker selecties en hogere transactiekosten ontvangt naarmate u meer inzet, probeert u niemand zo snel mogelijk te verslaan zoals u zou zijn met Bitcoin..

Met een bewijs van inzet heb je alleen voldoende energie nodig om de kernsoftware van een blockchain van stroom te voorzien. U hoeft geen energie te verspillen aan een ASIC en een cryptografisch hashprogramma. Om terug te keren naar de race-analogie: het is vergelijkbaar met het krijgen van een prijs voor het starten van je auto in plaats van ermee te racen. Je wacht in de rij bij het starthek voor je deelnametrofee, en je hoeft je geen zorgen te maken over het verspillen van extra gas om de race sneller te voltooien dan je medeconcurrenten.

Kortom, proof of stake vermindert het energieverbruik aanzienlijk. Het maakt niet alleen gebruik van een minder energie-intensief programma, maar validators hoeven niet tegen elkaar in te gaan om levensvatbaar te blijven, zoals mijnwerkers doen onder een bewijs van werkconsensus. Ze ontvangen geen blokbeloningen, maar ze hoeven ook niet het hoofd te bieden aan de buitensporige energiekosten waarmee mijnwerkers worden geconfronteerd. Als we het bewijs van de transactiekosten van de inzet afwegen zonder de aanzienlijke exploitatiekosten, komt het uit op een vergelijkbaar bewijs van de beloning van het werk tegen de kosten, vooral voor degenen die geen dure mijnbouwinstallaties kunnen onderhouden.

Het bewijs is in de puddin ‘

In mei onthulde Vitalik Buterin plannen om de Ethereum-blockchain over te zetten naar een proof of stake-algoritme genaamd Casper. Als de op een na grootste cryptoasset is deze ontwikkeling een enorme bevestiging van het proof of stake-systeem.

Bewijs van inzet kan heel goed de toekomst zijn voor blockchain. De verandering van Ethereum geeft evenveel aan, aangezien Vitalik Buterin waarde ziet in de voordelen van het mechanisme omdat ze profiteren van de nadelen van Bitcoin.

De energiecrisis van Bitcoin is een van de eerste echt substantiële proeven waarmee de cryptocurrency wordt geconfronteerd terwijl deze op weg is naar publieke bekendheid. Dergelijke valkuilen en obstakels zijn te verwachten bij een dergelijke ontluikende technologie, maar het is de verantwoordelijkheid van de gemeenschap als geheel om zich aan deze beproevingen aan te passen. Er is geen reden om aan te nemen dat het aanpakken van de tekortkomingen van het bewijs van het werk ons ​​geloof in de creatie van Satoshi Nakamoto in gevaar zou moeten brengen – integendeel. Als we Bitcoin willen zien slagen, moeten we waakzaam blijven in onze kritiek en proactief met onze oplossingen omgaan, want zoals het er nu uitziet, ligt Bitcoin op schema om in de nabije toekomst onhoudbaar te worden..

Misschien kan een bewijs van inzet Bitcoin van zelfsabotage afwenden. Als de algoritmeverandering van Ethereum iets betekent, zou dit een duidelijk signaal moeten zijn voor de cryptocommunity dat bewijs van werk niet kan blijven bestaan ​​in de huidige staat.

De vraag is of de markt zich zal aanpassen?