По мере возвращения внимания к биткоину (BTC), чему способствовали некоторые твиты одной меркантильной знаменитости, вновь разгорелись яростные дебаты о его энергопотреблении. Они сосредоточены вокруг одного, казалось бы, ясного вопроса: Потребляет ли биткойн слишком много энергии?

Основные контуры проблемы ясны. Биткойн защищает свою сеть от враждебного поглощения с помощью доказательства выполнения работы (PoW), процесса, который расходует значительное количество электроэнергии из-за требуемой вычислительной мощности. Каждый раз, когда мы обсуждаем этот вопрос, слишком хорошо знакомые линии борьбы перерисовываются.

Критики утверждают, что энергопотребление биткоина просто невозможно оправдать. На разных этапах в последние годы появлялись сообщения о том, что сеть потребляет столько же электроэнергии, сколько целые государства, например, Дания или Ирландия.

По другую сторону забора сторонники биткойна утверждают, что сеть может стимулировать более широкое использование возобновляемых источников энергии. Кроме того, они отмечают, что мы не учитываем энергопотребление альтернативы. Мы не можем оценить относительную эффективность биткойна как средства обеспечения безопасности и обмена ценностями, если не сравним его с общим энергопотреблением традиционной банковской системы. Подобно тому, как мы должны выйти за рамки узкой метрики выбросов выхлопных газов для измерения воздействия автомобилей на окружающую среду, сторонники биткойна утверждают, что нам необходим комплексный аудит воздействия традиционных финансов на окружающую среду, включая всю инфраструктуру, кирпичные и обычные здания, путешествия и аппаратные средства, которые поддерживают их. Кроме того, на заднем плане скрываются другие альтернативы - как насчет механизмов консенсуса, таких как Proof-of-Stake (POS), подход, к которому переходит Ethereum?

Стандартные боевые линии

То, что технология майнинга для блокчейна потребляет огромное количество энергии, - это факт, не вызывающий сомнений. Это особенно заметно при сравнении с затратами на производство и обращение валюты.

Биткойн, например, по оценкам, потребляет 123,77 миллиарда киловатт-часов энергии в год, по сравнению с 2,64 миллионами киловатт-часов для наличных денег. По словам основателя Digiconomist Алекса де Вриса, если бы биткоин стал мировой резервной валютой, мировое производство энергии должно было бы удвоиться.

Другие утверждают, что шахтеры в конечном итоге будут тяготеть к тому месту, где стоимость энергии будет самой низкой, или станут покупателями "зеленой" энергии в последней инстанции. Устоит ли этот аргумент в долгосрочной перспективе, еще предстоит выяснить, учитывая степень регулирования энергетических рынков, физические затраты на переезд и потенциальные последствия концентрации шахтеров для безопасности.

Определение альтернативных издержек

Из всех этих аргументов сравнение энергопотребления криптовалют с традиционным банковским сектором - или фиатом, в частности - является относительно новым. Сравнение с традиционными платежными системами, однако, упускает из виду разницу в объеме транзакций: В то время как сеть Visa только в 2019 году провела более 185 миллиардов транзакций, Биткойн с момента своего создания осуществил 643 миллиона. Кроме того, такие коммерческие организации, как Visa, хорошо интегрированы с энергетическими рынками, которые во многих странах жестко регулируются. В ментальных моделях, где майнеры массово переходят на новые энергетические рынки, весьма вероятно, что затраты на переход (а также сопротивление действующих компаний) дисконтируются. Опять же, эти тенденции неудивительны, поскольку сторонники криптовалют склонны оптимистично смотреть в будущее, представляя, что рынки работают более эффективно, чем на самом деле.

Если отбросить нетривиальные и очень сложные последствия использования энергии для безопасности блокчейн, идея о том, что майнеры будут следовать за более низкими ценами на электроэнергию, не обязательно означает более чистую энергию, поскольку дешевая энергия часто бывает более грязной. Но еще важнее то, что идея о том, что майнеры в конечном итоге просто перейдут на возобновляемые источники энергии, игнорирует альтернативную стоимость энергии. По данным Управления энергетической информации США, к 2050 году потребление энергии в мире вырастет на 50%. Появление непредвиденных требований к вычислениям, например, со стороны "умных" городов или интегрированных цепочек поставок, потребует от блокчейна большей энергоэффективности - и все это при том, что человечеству необходимо следить за достижением климатических целей.

Итак, хотя максималисты биткойна не теряют уверенности в том, что биткойн - это первое лучшее применение энергии, и хотя сторонники Ethereum, который переходит на другую модель, частично, очевидно, из-за проблем с энергопотреблением, могут думать, что у них есть долгосрочное решение, широкая общественность может быть не убеждена, что криптовалюта (и недолговечные токены, построенные на технологиях, подобных технологии Ethereum) - это устойчивый ответ на вопрос: Что будет лучше для общества?

Блокчейн сейчас привлекает всеобщее внимание, что дает нам, представителям отрасли, шанс переформулировать проблему таким образом, чтобы она была понятна всем нам. Считаем ли мы, что преимущества блокчейна будут стоить альтернативных затрат? Когда речь заходит о мемкоинах, построенных на цепочках майнинга - которые являются причудой, пик и спад цен на которые зависит от настроений в обществе (и новых мемов) - и о многочисленных мошенничествах и имитациях, которые появляются (к постоянному позору серьезных проектов в этой области), технологи блокчейна справедливо опасаются, что общественность решит, что это не так.

Однако если мы обсуждаем преимущества новых технологий блокчейн, которые серьезно относятся к использованию ресурсов и открывают новые рынки, как это сделал интернет, то это совершенно другое дело. В этом случае корректным будет сравнение не просто с альтернативной стоимостью сохранения статус-кво в финансовой сфере, а с экономикой посредничества в целом.

Проблема не только в добыче полезных ископаемых

В то время как в дебатах об эффективности криптовалют, как правило, доминирует обсуждение майнинга, альтернативам уделяется меньше внимания. Протоколы PoS позволяют обойти необходимость майнинга за счет изменения того, что могут потерять недобросовестные участники, если попытаются фальсифицировать транзакции. Если в PoW такие участники потенциально могут потерять вложенную энергию, то в сети PoS они потеряют криптовалюту, на которую заранее сделана ставка. Но это решение также связано с энергетическими соображениями.

Предположим, что некоторые из этих стейкхолдеров являются централизованными биржами: Их первым стимулом будет прибыльная торговля, а не мониторинг энергоэффективности базового блокчейна. В связи с этим нам необходимо рассмотреть, как информация распространяется между узлами. Основные блокчейны обычно используют для связи одноранговые сети сплетен. Проще говоря, такие сети передают данные о транзакциях от узла к узлу, пока они не станут известны всем участникам. В результате, однако, одно и то же сообщение может быть многократно отправлено тем, кто уже получил его от других участников, что приводит к растрате ресурсов. Протоколы, предполагающие, что безопасность и объем транзакций смогут привлечь достаточно большое количество узлов для поддержания точности в той или иной форме - будь то новые делегированные протоколы PoS, направленные ациклические графы, решения второго уровня или межцепочечные мосты - похожи на PoW в своем предположении, что правильные транзакции будут подтверждены и распространены везде, где сети нужна эта информация.

За пределами сплетен

Однако если нам удастся преодолеть ограничения сетей сплетен, откроется совершенно новый мир. Например, узлы блокчейна Geeq используют для связи структуру "хаб и спица", чтобы передавать минимальный набор сообщений, не прибегая к централизованной структуре власти. Любой честный (и потенциально анонимный) узел может служить хабом для одного блока и общаться с узлами из списка активных узлов этого блокчейна (узлы, которые находятся на активных спицах).

В отличие от сети сплетен, где каждый узел посылает сообщения (сплетни) каждому узлу вокруг него, что означает, что конкретный узел может получать одно и то же сообщение избыточно от всех своих приятелей-сплетников, такая структура приводит к передаче сообщений, которые являются простыми, предсказуемыми и проверяемыми. В результате использование ресурсов снижается в разы по сравнению с протоколами, основанными на PoW или PoS, в результате чего затраты на вычисления, пропускную способность и хранение данных на одну транзакцию составляют сотые доли цента, что делает возможным микроплатежи.

Кроме того, будущая архитектура блокчейна должна быть многоцепочечной и гибкой, обеспечивая набор параметров, которые можно регулировать в зависимости от конкретных требований - таких как скорость, пропускная способность транзакций или безопасность - для конкретного случая использования. Более легкий, "умный" блокчейн, безусловно, будет иметь меньший экологический след, но его также будет легче внедрить, и он даже может стать базовой инфраструктурой для более устойчивых обществ.

Маленький - значит красивый

Одним из перспективных приложений в этом отношении является P2p-торговля электроэнергией. В настоящее время крупные коммунальные компании снабжают электроэнергией целые города через централизованные сети. Однако в будущем "умные" города смогут опираться на более гибкую сеть микросетей. Для удовлетворения местного потребления эти локализованные, автономные электрические сети будут использовать в основном местные источники, такие как электрогенераторы или фотоэлектрические панели.

Технология блокчейн всегда была перспективным способом выполнения, подтверждения и регистрации P2P-транзакций с электроэнергией, позволяя каждому участнику локальной микросети стать либо производителем, либо покупателем электроэнергии. Однако до сих пор технология не справлялась с этой задачей. Для того чтобы рынок работал эффективно, необходимо торговать единицами энергии мощностью в несколько киловатт, что соответствует денежной стоимости всего в несколько центов. Такие транзакции неосуществимы при нынешних транзакционных комиссиях блокчейна. Однако когда стоимость транзакций составит доли цента, это препятствие будет устранено. В свою очередь, это позволит блокчейну стать технологической основой "умных городов", позволяя миллионам устройств Интернета вещей, таких как интеллектуальные счетчики или солнечные батареи, беспрепятственно взаимодействовать с цифровыми кошельками, зачастую без вмешательства человека.

Например, утром перед выходом на работу вы можете зарядить свой электромобиль от энергии, полученной от фотоэлектрических панелей, установленных на вашей крыше. Позже вы можете решить продать неиспользованную электроэнергию соседям, прежде чем отправиться в отпуск. Также можно будет установить правила реагирования на спрос в масштабах всей сети, записанные в смарт-контрактах. По данным Совета по защите природных ресурсов, стоимость "вампирского электричества", потребляемого подключенными, но неиспользуемыми устройствами, составляет около 165 долларов на домохозяйство, что составляет 4,6% от общего объема производства электроэнергии в США. Таким образом, электрическая зубная щетка, оставленная на зарядном устройстве, будет автоматически выключаться в определенные периоды времени. Чтобы отменить правила сети, необходимо будет заплатить небольшую компенсационную плату, стимулируя производителей компенсировать дополнительный спрос и одновременно отбивая у пользователей желание тратить энергию впустую.

Кроме того, для обеспечения отслеживаемости чистой энергии могут быть созданы приложения на основе блокчейна - децентрализованные приложения, или DApps. Так, при покупке электроэнергии можно будет проверить через приложение, получена ли она из экологически чистого источника. Наделение потребителя правом принимать такие решения возможно только при использовании децентрализованной технологии; в противном случае посредники смогут искажать рынки в соответствии со своими вкусами. С ростом глобального экологического сознания прослеживаемость может стать ключевым инструментом для стимулирования производства возобновляемой энергии.

Новые горизонты впереди

Учитывая прогнозируемый резкий рост мирового потребления энергии, легко понять, почему экологический след блокчейна становится предметом пристального внимания. Однако важно не выплеснуть ребенка вместе с водой.

Помимо целостного взгляда на относительное энергопотребление блокчейна по сравнению с традиционными финансами, нам следует начать более широкую дискуссию о положительных и отрицательных сторонах этой технологии для общества в целом. Для того чтобы блокчейн смог реализовать свой преобразующий потенциал, стать основой умных городов и поддержать низкоуглеродную экономику, нам необходимо сосредоточиться на разработке более умной и доступной архитектуры блокчейна.

Стефани Со - экономист, политический аналитик и соучредитель Geeq, компании по обеспечению безопасности блокчейна. На протяжении всей своей карьеры она применяла технологии в рамках своих специальных дисциплин. В 2001 году она была первой, кто использовал машинное обучение на данных социальных наук в Национальном центре суперкомпьютерных приложений. Совсем недавно она исследовала использование распределенных сетевых процессов в здравоохранении и безопасности пациентов в качестве старшего преподавателя в Университете Вандербильта. Стефани окончила Принстонский университет и Рочестерский университет.

Источник