Енергетиката на блокчейн технологиите

От всички потенциални последици от блокчейн технологията за енергийния сектор енергийното потребление при криптовалутите, в частност биткойна, предизвиква най-сериозен интерес.

С нарастването на цената на биткойна през 2017 г. вниманието се насочи към енергийния и екологичния отпечатък на криптовалутата. Висококачествените медийни публикации съобщават, че използването на електроенергия в мрежата на биткойн е равно на това средно големите държави и е напът да започне да консумира толкова енергия, колкото САЩ през 2019 г. и цялата световна енергия през 2020 г. 

Според доклад, свързан с климатичните промени, парниковите емисии, отделяни от производството на енергия, необходима за криптовалутата, може да повиши глобалните температури с над 2 градуса по Целзий, пише Джордж Камия в коментар, публикуван от Международната агенция за енергия (МАЕ).

С утрояването на цената на биткойн през последните месеци и решението на Facebook да пусне в обращение своята дигитална валута Libra, интересът към потреблението на енергия при криптовалутите нарасна отново.

Защо биткойн използва енергия?

За да разберем защо и как биткойнът използва енергия, първо трябва да разберем технологията зад криптовалутата – блокчейн. Тя предлага нов начин за провеждане и записване на трансакциите, като тези при изпращането на пари. При традиционния обмен централните органи (например банките) проверяват и регистрират трансакции. Блокчейн премахва необходимостта от централизиран орган и записване. Вместо това записът се държи, споделя и валидира в разпределена мрежа от компютри, работещи с определен блокчейн софтуер.

Липсата на централизиран, доверен орган означава, че блокчейн се нуждае от „консенсусен механизъм“, за да гарантира доверието в мрежата. В случая с биткойн, консенсусът е постигнат чрез метод, наречен “Proof-of-Work” (PoW), или „Доказване за работа“, където компютрите в мрежата, известни като „миньори“, се конкурират помежду си при решаването на сложен математически пъзел. Всяко предположение, което миньорите правят за разрешаването на задачата се нарича хеш (hash), докато броят на предположенията, направен от миньора всяка секунда, е известен като хеш рейт (hashrate).

След решаването на пъзела се одобрява последният „блок“ от трансакции и се добавя към трансакционната верига. Първият миньор, който успява да реши пъзела, е възнаграден с нови биткойни и такси за мрежови трансакции. Поради тази причина използването на енергия при биткойн мрежата е едновременно и защитен елемент, и страничен ефект от растящата изчислителна мощ на конкурентните миньори при валидирането на трансакциите чрез PoW.

1

Как биткойн използва енергия?

Енергията, използвана от биткойн мрежата, е функция на няколко взаимосвързани фактора:

- хардуерни спецификации при „копаенето“;

- мрежови хеш рейт, комбинираната стойност, при кяото всички миньори в мрежата едновременно дават решение относно пъзела;

- „трудността“ при решаването на пъзела, която се коригира в отговор на мрежовия хеш рейт, за да поддържа целевата скорост на един блок на всеки 10 минути;

- потреблението на енергия от инфраструктури като охлаждане и осветление.

Ръстът при цената на биткойна, особено след като се повиши до най-високите си стойности през декември 2017 г., предизвика огромни увеличения при хеш рейта и трудността, както и разработването и внедряването на по-мощен и ефективен „копаещ“ хардуер.

През последните десетилетия IT инфраструктурата за биткойна и другите криптовалути се разви изключително бързо. В първите дни на биткойна (2009 г.) любителите използваха стандартни централни процесори (CPU), за да копаят. Към октомври 2010 г. миньорите започнаха да използват по-мощни процесори (GPU), тъй като трудностите при „копаенето“ се увеличиха. Към юни 2011 г. миньорите, вече много повече на брой, вече използват по-мощни, но по-малко енергийно ефективни хардуерни програмируеми логически матрици (FPGA), а година след това, те се изместват към монолитните интегрални схеми (ASICs).

ASICs са специално създадени чипове, в този случай, за копаене на биткой. Последните модели са още по-мощни и много по-енергийно ефективни – около 50 млн. пъти по бързи и милион пъти по енергийни ефективни при копаенето в сравнение с стандартните централни процесори от 2009 г.