Ограниченная масштабируемость была серьезным недостатком биткойна с момента его создания - c ростом популярности первой в мире криптовалюты увеличилась загруженность сети и существенно возросли транзакционные издержки. У этой проблемы есть еще одно, менее очевидное проявление - неэффективное использование электроэнергии. В настоящем материале аналитик компании Zichain Арсений Бессмертных оценивает масштаб проблемы и рассматривает возможные пути ее решения. С момента подписания мировыми лидерами в Рио-де-Жанейро Рамочной конвенции ООН об изменении климата прошло уже более четверти века - при этом данная проблема стоит сегодня острее чем когда-либо. Вероятность экстремальных погодных явлений, от пожаров в Калифорнии до наводнений во Вьетнаме, выросла вместе со средней температурой на планете.
Может ли майнинг биткойна и связанный с этим расход электроэнергии стать новой угрозой для климата? Или же индустрия криптовалют способна быть безопасной для экологии? Поскольку биткойн использует алгоритм консенсуса proof-of-work, он полагается на распределенную сеть устройств, которые валидируют транзакции путем решения сложных криптографических задач - это и называется “майнингом”. Майнинг биткойна - крайне энергозатратный процесс, и операционные издержки майнеров определяются в первую очередь стоимостью электричества. Именно поэтому это относительно новое направление бизнеса процветает в странах с низкими тарифами на электроэнергию. На сегодняшний день неоспоримым лидером майнинговой отрасли является Китай, консолидировавший более 70% вычислительных мощностей в сети биткойна. При этом производство 75% электроэнергии в стране осуществляется за счет сжигания угля. Это глобальная тенденция - дешевое электричество привлекает майнеров и при этом редко добывается из возобновляемых источников вроде ветра или солнечных батарей (исключением является Исландия и ее геотермальные электростанции). С учетом вышесказанного не вызывает сомнений тот факт, что майнинг криптовалют оставляет карбоновый след, то есть способствует выделению CO2 в атмосферу. Сегодня национальные регуляторы с все большей осторожностью относятся к индустрии криптомайнинга из-за ее негативного влияния на экологию. Так, правительство Норвегии в ноябре 2018 года отменило налоговые льготы и субсидии для майнеров.
В качестве причины подобного решения был назван высокий уровень выбросов парниковых газов. Но сколько электричества используется глобальной индустрией майнинга? На этот вопрос не существует однозначного ответа. Нам известен общий объем вычислительных мощностей в сети биткойна в каждый конкретный момент времени, но точно определить объем затрачиваемой электроэнергии невозможно, поскольку отсутствуют данные о том, каким оборудованием пользуется каждая криптоферма на планете (а различные устройства отличаются друг от друга в плане энергопотребления). Можно лишь давать примерную оценку - и наиболее обоснованной из существующих на сегодняшний день моделей является Bitcoin Energy Consumption Index. Методология его расчета становилась предметом жарких дискуссий, но правильность вычислений косвенно подтверждается рядом данных - например, количеством проданного майнингового оборудования Bitmain. Индекс оценивает текущее энергопотребление сети биткойна в районе 52 млрд кВт/ч (после существенного снижения в ноябре 2018 - ранее оно доходило до 73 млрд кВт/ч). Чтобы было легче осознать колоссальность этих цифр, необходимо понять, что большинство стран на планете потребляют меньше электроэнергии. Например, Нигерия - страна с населением 186 миллионов человек - потребляет в 2 раза меньше электричества. При подобных сопоставлениях никто не застрахован от паники и мыслей о биткойн-апокалипсисе, но человечество зачастую расходует огромное количество электроэнергии гораздо менее разумным образом. В частности, только в США каждый год 6,6 млрд кВт/ч тратится на новогоднее освещение. Перечисленные выше факты не обязательно должны стать поводом для криптоскептицизма - однако для того, чтобы биткойн мог реализовать свой потенциал в полной мере, необходимо решить задачу его масштабируемости - а карбоновый след от майнинга является частью проблемы. Для того, чтобы сделать майнинг более экологичным, для начала нужно разобраться в факторах, влияющих на энергопотребление майнинговой сети: Сложность вычислений.
Сложность криптографических расчетов в рамках блокчейна возрастает при снижении среднего времени на майнинг одного блока. Это приводит к наращиванию майнерами вычислительных мощностей, что в свою очередь ведет к увеличению энергопотребления. Тип оборудования. Каждое новое поколение майнинговых устройств становится более эффективным в плане расходования электроэнергии. Цена биткойна. По своей сути майнинг - это постоянное соревнование, где “победитель забирает все”. Поэтому для участников всегда экономически целесообразно наращивать вычислительные мощности до тех пор, пока это прибыльно. Таким образом, высокий курс биткойна приводит к более значительному карбоновому следу. Основываясь на понимании перечисленных выше факторов, можно обозначить следующие способы сделать майнинг криптовалют более безопасным для экологии: Увеличение размера блоков - это позволит сохранять в каждом блоке данные о большем количестве транзакций, значительно снижая электрозатраты на каждую из них. Споры об оптимальном размере блоков привели к хардфорку Bitcoin Cash в 2017 году, они же были причиной разногласий между BCH ABC и BCH SV в ноябре текущего года. Очевидно, что криптовалютное сообщество пока далеко от единого мнения по этому вопросу. Изменение алгоритмов консенсуса - в отличие от алгоритма proof-of-work, алгоритм proof-of-stake не полагается на майнинг для валидации транзакций, что позволяет избежать этого энергозатратного процесса. Конечно, сам биткойн вряд ли когда-то сменит алгоритм консенсуса, но такие планы уже озвучил Ethereum. Внедрение Lightning network - речь идет о настоящем прорыве, способном решить проблему масштабируемости блокчейна. Lightning network создает дополнительный слой за пределами основного блокчейна, позволяющий создавать отдельные каналы между любыми двумя пользователями. Все транзакции в рамках этих каналов обрабатываются Lightning network, и лишь их суммарный результат периодически сохраняется в основном блокчейне, что позволяет резко сократить количество информации, сохраненной там.
Использование электричества из возобновляемых источников - сегодня уже существует ряд примеров подобного в индустрии криптомайнинга. Например, многие китайские фермы, а также австрийский стартап HydroMiner, используют избыток электричества от местных гидроэлектростанций. Это способствует одновременно росту доходности ферм и устранению карбонового следа от их деятельности. Целевое использование тепла, выделяемого майнинговым оборудованием - примером подобного подхода может служить компания Qarnot, разработавшая Qarnot QC-1, являющийся гибридом обогревателя и майнера. Другая компания-разработчик экологичных решений, Myera Group, представила комплекс из рыбной фермы и теплицы, которые используют майнинговое оборудование в качестве источника тепла. Таким образом, на сегодняшний день уже существует ряд возможностей для снижения карбонового следа майнинговой индустрии - или даже его полного устранения. Для решения данной проблемы, скорее всего, потребуется совокупность перечисленных выше методов. При этом не решив экологический вопрос, невозможно говорить о расширении применения криптовалют, так как он является частью более широкой задачи по масштабированию блокчейн-систем. Криптовалютному сообществу следует перестать отрицать само наличие данной проблемы и сосредоточиться на ее скорейшем решении.
Автор: Аналитический отдел CryptoEye (powered by ZIchain https://zichain.io/)
Наш сайт: https://cryptoeye.com
