Биткоин на угле: как криптовалюты губят планету
Несмотря на снижение интереса к криптовалютам в 2018 году, потребление электричества инфраструктурой для их майнинга (эмиссии цифровых денег) выросло примерно на порядок с начала 2017 года — до 73 тераватт/час. Годовые затраты на электричество (с начала лета 2017 года до конца текущего) превысили $3,5 млрд. Это несет угрозы экономике, энергетике и даже экологии.
Энергозатратный процесс
Почему биткоину, живущему только в электронной форме, нужно столько энергии? Проблема в механизме Proof-of-Work. Распределенные системы, хранящие информацию о деньгах и их движении, защищаются от злоупотреблений тем, что в блокчейн попадает информация, получаемая в результате решения сложных алгоритмических задач. Решение задачи означает создание (говорят «закрытие) нового блока, который содержит информацию о транзакциях (записях) распределенного реестра. За закрытие блока нашедшему решение выдается награда в криптовалюте. Для криптовалютной сети биткоин сейчас — это 12,5 биткоина за каждый закрытый блок. Эта премия уменьшается вдвое каждые четыре года.
Механизм Proof-of-Work дает возможность каждому узлу сети проверить корректность добавления нового блока: другими словами, убедиться в том, что другой узел, добавляющий новый блок в блокчейн, действительно проделал необходимые расчеты. В ходе проверки находится хеш (символьная строка) заголовка нового блока, которая содержит в себе ссылку на предыдущий блок. Таких операций хеширования, отмечает де Врис, в марте 2018 года в мире проводилось порядка 26 квинтильонов (миллиард миллиардов) в секунду.
Этот механизм породил индустрию майнинга (заработка на закрытии блоков) и сделал ее гигантским потребителем электричества. В 2012 году суммарная мощность сети биткоина превысила самый мощный суперкомпьютер в мире. Компьютерам для решения алгоритмических задач нужно много энергии. Они становятся все более производительными, но усложняются и расчеты в протоколе биткоина — раз в две недели, после заполнения каждых следующих 2016 блоков. Иначе бы майнеры генерировали слишком много цифовой валюты. В плане потребления энергии это порочный круг: чем более дешевым и эффективным становится оборудование для майнинга, тем более сложные задачи приходится ему решать, чтобы не вызвать перепроизводства криптовалюты.
Количество биткоинов алгоритмически ограничено, но сколько энергии на их майнинг будет потрачено? Де Врис опасается, что затраты электричества на биткоин могут вырасти с текущих 0,5% мирового энергопотребления до 5%. По его оценкам, при доходах майнинговой индустрии в $5 млрд в 2018 году затраты на оборудование и электричество составят около $3,7 млрд. Оппоненты считают его оценку завышенной в три раза.
Если доходы майнеров перестанут окупать затраты на оборудование и электричество, майнинговые фермы будут демонтированы. Если, конечно, майнеры честно платят за электричество и им приходится покупать майнинговое оборудование. Бывают и другие случаи — например, один умник использовал суперкомпьютер National Science Foundation, чтобы намайнить биткоинов примерно на $10 000. Затраты университета в связи с этим достигли $150 000. А в Оренбурге на заброшенном заводе была создана едва ли не крупнейшая майнинговая ферма в России и Европе, не заплатившая при этом за 8 млн кВт*ч электричества. Теперь она закрыта.
В августе 2018 года доходы майнеров превышали их расходы примерно на 50%. Это означает, что, если биткоин не будет дорожать, столь взрывного роста потребляемой им энергомощности мы больше не увидим. Но страшно подумать, какой величины могут достигнуть энергозатраты на майнинг, если сбудутся прогнозы криптооптимистов о цене биткоина в $50 000.
Экологическая проблема
Значительная часть электричества на Земле вырабатывается угольными электростанциями. Особенно высока их доля в Китае, на который в 2017 году приходилось 72% производства биткоинов. Правительству даже пришлось начать вытеснение майнеров из страны. Это может быть связано как с борьбой против уклонения от налогов и отмывания денег, так и с планами по созданию собственной государственной криптовалюты.
Биткоин крайне неэкологичен. На обслуживание одной транзакции в биткоинах летом 2018 расходовалось 934 кВт/ч энергии. Для сравнения, на проведение 100 000 транзакций в системе VISA нужно в 5,5 раз меньше энергии. «Углеродный след», производимый биткоином, составляет 17,7 млн т углекислого газа.
Даже в странах, которые вырабатывают в основном «зеленую» энергию, майнинг может стать проблемой. Например, в Исландии холодный климат позволяет экономить на охлаждении, а почти вся энергия получена от экологических источников (солнечные, ветровые и гидроэлектростанции).
Северная страна стала настолько привлекательной, что в 2018 году криптофермы Исландии потребят больше электричества, чем домохозяйства. Если майнинг станет невыгодным, это будет экономическим ударом для энергоиндустрии страны, а также может вызвать технологические сложности: не всегда удается достаточно быстро сократить производство электроэнергии.
В поисках решения
У криптоиндустрии есть способ снизить свою энергоемкость. Один из них — замена Proof-of-Work на другие методы закрытия блоков, например, на Proof-of-Stake. В этом случае шансов сгенерировать следующий блок будет больше у тех узлов, которые уже обладают большим количеством токенов и держат их дольше. Нет нужды строить майнинговые фермы, которые соревнуются в решении алгоритмических задач. Если бы вся криптоиндустрия разом переключилась на Proof-of-Stake, ее энергопотребление упало бы в десятки тысяч раз. В системе с Proof-of-Stake хранение одной единицы криптовалюты в кошельке у владельца эквивалентно одному голосу в борьбе за право пристроить следующий блок в блокчейн. При этом может быть сохранено вознаграждение за создание новых цифровых монет. Такой переход планирует провести сеть Ethereum. А сеть братьев Дуровых TON планирует запустить похожий подход, где эмиссию контролируют избранные пользователи, — он тоже не требует майнинга*.
Сейчас эмиссия биткоинов требует много электричества и негативно влияет на экологию. Механизм Proof-of-Stake избавит криптовалютные сети от энергетической зависимости. При этом придется решить другие этические вопросы: чтобы эмитировать криптовалюту, нужно будет уже обладать криптовалютой. Деньги, по сути, будут выпускаться сообществом людей, которые уже обладают деньгами. Минус этого механизма в том, что он стимулирует концентрацию криптобогатства в одних руках. Но такой механизм по крайней мере не будет наносить вреда экологии и нагружать энергосети, а выход можно будет искать внутри криптосообщества. Например, за счет внедрения гибридных вариантов.
*Примечание для подготовленных читателей:
Еще интереснее построена эмиссия MILE. Каждый из участников экосистемы MILE участвует в подписании блока в равной доли и может стать не только владельцем денег, но и их эмитентом, зарабатывая небольшой процент доходов от эмиссии монет. Отличие заключается в том, что MILE использует ранее не существовавший протокол минтинга (экологичного майнинга) sdBFT, который, будучи похожим на PoS, всё же им не является. Любой протокол PoS имеет ограничение в виде пары десятков активных мастернод, ввиду чего возникает высокая вероятность централизации. В отличие от привычных пользователю стратегий, в экосистеме MILE, первой реализовавшей протокол sdBFT на практике, децентрализация обеспечена программным путём: из десяти тысяч нод для закрытия блока выбираются сто, причём это происходит по алгоритму, который гарантирует энтропию высокого уровня в сочетании с низким потреблением энергии.
Источник
Почему потребление энергии биткоином оправдано?
Сегодня мы попытаемся обсудить тезис, вновь всплывший в медиа-пространстве на этой неделе. Он звучит так: по определённым экологическим причинам биткоин недопустим, потому что использует много электроэнергии.
Этот спор – из разряда вечных, как и темы о независимости Шотландии или Брексите, так что утверждение «биткоин – это пузырь» попадает в эту же категорию.
Есть те, кто понимает суть биткоина, видит его потенциал и инвестирует. А есть, например, лауреаты Нобелевской премии по экономике и журналисты крупных СМИ, которые полны решимости не делать этого и обсуждают биткоин уже на протяжении десяти лет, с того момента, когда он стоил всего доллар.
Возможно, после этой статьи биткоин-энтузиасты скажут «да, он прав»; люди, не владеющие криптовалютой, всё равно найдут к чему придраться. А для неопределившейся стороны это будет нечто новым.
Биткоин- майнинг (процесс, с помощью которого производятся биткоины и обслуживается сеть) потребляет действительно большое количество энергии. Согласно исследованию Digiconomist, уровень её использования составляет 77,78 тераватт-часов в год. Это сопоставимо с общим потреблением энергии в такой стране, как Нидерланды, население которой составляет 17,5 миллионов человек.
По этой причине деятельность по майнингу биткоина размещается в местах с дешёвой энергией. Исландия, изобилующая геотермальной энергией, долгие годы была востребована в качестве подобной локации. Невостребованные участки земли рядом с атомными электростанциями, особенно во Франции, тоже нашли применение.
Половина мирового майнинга сейчас приходится на один регион Китая Сычуань. Почему? Всё дело в гидроэлектроэнергии. В сезон дождей цены на электричество здесь такие же низкие, как и в любой другой стране мира. Примерно 5% мощности майнинга биткоина в провинции Сычуань получается благодаря атомной электростанции или сжиганию угля. 95% приходится на возобновляемые источники энергии.
Исследования Coinshares показывают, что 74% электроэнергии биткоин-сеть получает из возобновляемых источников.
Многие генераторы возобновляемой энергии расположены в неудобных местах, и уровень их использования недостаточен, поэтому майнинг биткоина стал единственным жизнеспособным способом задействовать эту электроэнергию, – говорит стратег Татьяна Реворедо.
Как ни странно, биткоин использует возобновляемые источники энергии лучше, чем почти любая другая крупномасштабная отрасль в мире. Одна компания в Швеции даже перерабатывает тепло, выделяемое при добыче биткоина, чтобы обогревать теплицы.
Представьте себе трёхмерную топографическую карту мира, где востребованные локации с дешёвой энергией расположены ниже, а места с дорогой энергией – выше. Добыча биткоина выглядит для меня словно стакан, воду из которого вылили на поверхность, и эта вода оседает в укромных уголках и закоулочках, сглаживая рельеф местности, – говорит исследователь Ник Картер из Coinmetrics.io.
Но нужно ли биткоину действительно потреблять столько энергии? Разве мы не можем просто изменить его устройство, чтобы он потреблял меньше? Ответ – нет. Его энергопотребление имеет фундаментальное значение для его успеха.
Сколько на самом деле будет стоить биткоин, если майнеры откажутся от дешёвой энергии, или если он изменит свой алгоритм ради заботы о мире, который он был призван революционизировать? – спрашивает Лайонел Лоран из Bloomberg.
Его ответ лаконичен. Лоран говорит, что тогда «его цена – это загадка», но на самом деле это не так.
Причина, по которой биткоин показывает столь хорошие результаты, заключается в том, что он потребляет очень много энергии. Фактор, по которой его сеть такая сильная – это потребление электроэнергии. Вот почему он оказался таким успешным – благодаря встроенному в него энергопотреблению. Оно называется «доказательством работы» (Proof-of-Work).
В 1997 году молодой английский программист по имени Адам Бэк предложил систему для ограничения спама в электронной почте и атак типа «отказ в обслуживании» (DoS-атаки – это попытки, обычно со стороны хакеров, сделать компьютер или сеть непригодными для использования). Как и во многих хороших идеях, принцип, лежащий в основе идеи Бэка, был прост: он делал спам неэкономичным.
Спам основан на возможности отправлять большое количество электронных писем с малыми затратами. Но если каждое отдельное электронное письмо требует усилий и затрат, то спам становится нерентабельным, а значит, вероятность его возникновения снижается.
Идея Бэка заключалась в том, что электронные письма должны содержать доказательства того, что для их составления были приложены какие-то усилия, чем и явилось доказательство работы. Электронное письмо, содержащее какое-либо подтверждение работы, с меньшей вероятностью будет содержать спам. Он разработал систему под названием «Hashcash», которая добавила текстовую печать в заголовок электронного письма, что и служило доказательством того, что отправитель потратил определённое количество времени на написание и отправку электронного письма.
В 2004 году другой программист Хэл Финни дополнил систему доказательства работы Бэка. Идея Финни заключалась в том, чтобы каждое доказательство работы можно было повторно использовать, и отправителю не приходилось ещё раз проделывать те же самые манипуляции. Он назвал это «многоразовым доказательством работы».
Если бы штамп системы Hashcash мог стать токеном, обозначающим определённый объём работы, он имел бы какую-то ценность. Другими словами, штампы Hashcash могли бы работать как форма цифровых денег. Финни пользовался большим уважением в мире компьютерного программирования, но его система так и не нашла экономического применения до появления на сцене « Сатоши Накамото », неустановленного изобретателя биткоина.
Когда Накамото разрабатывал биткоин, одной из его ключевых идей было то, что деньги должны включать в себя стоимость производства. Если что-то требует усилий, тогда это имеет ценность. Если к чему-то не прилагается никаких усилий, то почему это может иметь какую-либо ценность?
Накамото хотел изобрести систему денег, покупательная способность которой со временем увеличивается, поэтому он ограничил денежную массу до 21 миллиона монет. Но он не мог создать все монеты сразу, это должно было происходить постепенно. Итак, как же создавать монеты? Как их распространять и как поддерживать систему? Его гениальным решением стал майнинг.
Добыча золота и серебра стоит денег, как и майнинг биткоина. Однако, вы добываете биткоин не кирками, лопатками и дрелями, это делается с помощью компьютеров. Можно создать золотодобывающую компанию и начать копать, хоть в своём дворе, если хотите, но нет никакой гарантии, что вы что-нибудь найдёте. То же самое и с биткоином. Вы можете подключить несколько компьютеров и начать его добычу, но нет гарантии, что вы получите от этого хоть немного монет.
Но есть шанс открыть золотую жилу, или удачно добыть монеты. Чем лучше у вас будет организована добыча золота или биткоина, то есть, чем мощнее ваши майнинговые установки, геологическое картирование или ваши компьютеры, тем больше у вас шансов наткнуться на золото или биткоин. И потенциальная награда такова, что люди идут на этот риск.
Каждые десять минут добывается блок с новыми биткоинами. И тысячи операций по майнингу биткоина по всему миру – тысячи мощных компьютеров – соревнуются друг с другом за добычу блока и получение вознаграждения в биткоинах. Именно совокупная мощность всех этих компьютеров позволяет обрабатывать все транзакции и обеспечивать работу сети.
Самые первые биткоины добывать было легко. Особой конкуренции не было, сеть была небольшая, но по мере развития биткоина процесс майнинга становился всё более интенсивным. Чем интенсивнее процесс добычи, тем устойчивее становится биткоин.
В прошлом, чтобы что-то обезопасить, вы строили вокруг стену или ров. Биткоин- блокчейн защищен метафорической цифровой стеной, защищённой всей энергией, затраченной на обеспечение его работы. Чтобы её снести, потребуется эквивалентное количество энергии, а это практически невозможно. Биткоин-пионер Ник Сабо называет это «непозволительной дороговизной».
Деньги – это запасённая энергия. Вы тратите энергию на работу, а взамен получаете деньги. Позже вы можете потратить эту накопленную энергию, получив взамен продукт или услугу в виде чужой накопленной энергии.
Со времён аграрной революции, когда мы начали использовать животных для работы на нас, до промышленной революции, когда мы начали использовать машины, и до сегодняшней цифровой эпохи и компьютеров, мы потребляли всё больше энергии на душу населения. Энергопотребление – это часть прогресса. Всё требует энергии. Даже энергии, необходимой для простого поиска в Google, достаточно, чтобы зажечь лампочку на несколько минут. И по мере своего развития мы находили всё лучшие средства для того, чтобы обеспечить эту энергию.
Биткоин – это цифровой актив, добытый из энергии. В нём хранится цифровая энергия, вот почему он имеет ценность. Потребление электроэнергии биткоином – это не ошибка, это особенность.
Вы можете подумать, что деятельность другого человека – пустая трата энергии. Они, вероятно, так не думают. Это субъективно. Биткоин-энтузиасты скажут, что майнинг биткоина – это чрезвычайно эффективное использование энергии. Взамен вы получаете денежную сеть, которая необычайно надёжна, устойчива к цензуре и к действиям государственных субъектов. Оппоненты криптовалюты скажут, что такие траты неэтичны.
И ещё есть такой факт, что вся эта биткоин-сеть потребляет гораздо меньше электроэнергии, чем существующие фиатные системы, которые имеют огромные и гораздо менее эффективные потребности в электроэнергии для обеспечения своей банковской инфраструктуры, не говоря уже о связанной с этим политической и военной деятельности. Хотите поговорить о том, сколько на всё это тратит государство? Лучше не надо.
13 полезных инструментов для аналитики криптовалют в 2021 году здесь .
Подписаться на все новости в Telegram здесь.
Источник