Energetická (ne) účinnost při konsensu blockchainu

Autor: Roger Morrison
Datum Vytvoření: 28 Září 2021
Datum Aktualizace: 1 Červenec 2024
Anonim
Energetická (ne) účinnost při konsensu blockchainu - Technologie
Energetická (ne) účinnost při konsensu blockchainu - Technologie

Obsah


Zdroj: iStock

Odnést:

Těžba kryptoměny a hašování algoritmů využívají obrovské množství energie a přijetí kryptoměny ve velkém měřítku může mít dopad na životní prostředí ve velkém měřítku.

Poté, co byl bitcoinový whitepaper poprvé vydán v roce 2008, se perspektiva životaschopné digitální měny náhle zdála realistické, ne-li nevyhnutelné, rostoucímu počtu lidí. Globální ekonomika byla v nebezpečí a centrální banky byly předmětem širokého populistického hněvu. Tyto faktory pomohly podpořit zájem o bitcoiny jako poměrně decentralizovanou měnu a také o její základní technologii typu peer-to-peer (nyní známá jako „blockchain“). Mechanismus důkazu o práci (PoW), který ověřuje transakce na bitcoinové účetní knize, však přináší náklady na spotřebu energie, které se s rozšiřováním sítě exponenciálně zvyšují. Novější mechanismy konsensu blockchainu se zabývají touto otázkou, mezi které patří především důkaz o sázce (PoS).


Účelem mechanismu konsenzu blockchain, obecně řečeno, je poskytovat důvěryhodné ověření a odolnost proti chybám v síti peer-to-peer. To je do značné míry to, jak se bitcoinům podařilo získat tak výraznou dynamiku jako měna. Řešením problémů, jako je dilema byzantských generálů a problém dvojího utrácení, může bitcoinová kniha efektivně fungovat jako síť bez centrálního bodu autority nebo selhání. (Chcete se naučit základy bitcoinů? Podívejte se, jak vlastně funguje bitcoinový protokol.)

Doklad o práci

PoW konsenzus vlastně předchází bitcoiny nejméně o deset let, ale nikdy se široce nevyužil, až po zveřejnění whitepaperů Satoshi Nakamotos. Termín „důkaz o práci“ byl vytvořen v dokumentu vydaném v roce 1999 Markusem Jakobssonem a Ari Juelsem a tento koncept již existoval v nějaké omezené podobě již v roce 1993. V bitcoinu (a několika dalších kryptoměnách) je PoW nejen způsob, jak zabezpečit a ověřit síť typu peer-to-peer, ale také způsob, jak vydělat (nebo „moje“) měnu. Každý horník na bitcoinovém blockchainu přispívá výpočetním výkonem k řešení rovnic, které ověřují účetní knihu, a po úspěšném dokončení jsou zase odměněny kryptoměnou.


PoW byl velmi účinný při zajišťování blockchainů a do jisté míry prokazoval životaschopnost digitální měny. Je to však prokazatelně zbytečné jako výpočetní algoritmus. Hodně z výpočetní síly, která je věnována PoW konsensu, jde do plýtvání, protože mnoho vytvořených hashů nesplňuje požadovaná kritéria pro úspěšné vytěžování / validaci. A pokaždé, když je dosaženo úspěšného hashe a je přidán „blok“, je PoW blockchain obtížnější (a neefektivní) ověřit. Zejména v roce 2017 došlo k významnému nárůstu aktivity bitcoinových sítí a do června následujícího roku odhady naznačovaly kombinovanou roční spotřebu energie přibližně 70 terawatthodin u bitcoinů a bitcoinových hotovosti.

Důkaz o podílu

Důkaz o sázce existuje jako koncept již od roku 2011 a během několika posledních let jej postupně přijaly kryptoměny jako Peercoin a Blackcoin. Pravděpodobně nejpozoruhodnější adopce PoS přišla v roce 2017 s těžkou vidličkou Casper hardch na blockchainu Ethereum. Namísto horníků protokol PoS jmenuje uzly, které mají určitou prahovou hodnotu bohatství na blockchainu (obvykle v jeho základní peněžence), jako validátory transakcí. Jejich „podíl“ se vztahuje na částku, kterou vlastní, která je uzamčena pro ověření, jakož i časová razítka oběhu označující věk transakcí. Ačkoli ne bez vlastních problémů, ověřovací model PoS vyžaduje výrazně nižší spotřebu energie (alespoň dlouhodobě) než PoW.

Existuje také řada pozoruhodných variant protokolu PoS a podobné modely, které nutně nevyžadují vklad jako formu ověření. Například delegovaný důkaz o sázce (DPoS) a delegovaná byzantská odolnost proti chybám (DBFT) vedou volby do komunit, aby udělily validační pravomoci zúčastněným uzlům. Důkazy o důležitosti (PoI) (jako například model NEM blockchain nebo kontroverzní kryptoměna Petromoneda) odměňují uzly za pozitivní příspěvky (jako jsou zvláštní platební protokoly) do jejich příslušných sítí.

Zatímco PoW i PoS sdílejí společný cíl integrity sítě prostřednictvím určité formy kolektivní validace, jejich konsensuální metody se výrazně liší jak ve filozofii, tak ve funkčnosti, což má tendenci mít odlišné účinky na komunitu blockchain jako celek. Klíčový rozdíl mezi těmito dvěma protokoly je v tom, že PoW dočasně věnuje výpočetní výkon, aby pomohl zabezpečit svou síť, zatímco PoS dočasně věnuje existující bohatství (nebo sázku) jako nástroj pro ověřování.

Uhlíková noha

Dopad na životní prostředí je rostoucím problémem, který osvětluje významná potenciální rizika adopce PoW. Jak nedávné autoritativní studie drtivě varují před abnormálními vzestupy povrchových a oceánských teplot Země, stoupající hladinou moře a nejrůznějšími alarmujícími posuny v údajích o klimatu, rozšířené přijetí kryptoměny založené na PoW (jako bitcoin) by pravděpodobně vyvolalo hluboké sociální a politické důsledky pouze na základě své energetické neúčinnosti (natož několik dalších faktorů, jako je finanční regulace a globální obchod).

Žádné chyby, žádný stres - Váš průvodce krok za krokem k vytváření softwaru pro změnu života, aniž by došlo ke zničení vašeho života

Nemůžete zlepšit své programovací schopnosti, když se nikdo nestará o kvalitu softwaru.

Potenciál blockchainu v mnoha různých sektorech (včetně fintech a dále) je však příliš hluboký na to, aby byl ignorován. Existují aspekty technologie, které nabízejí transparentnost i anonymitu pro systémy, od bankovnictví po média a komunikaci. Díky inherentně neměnné povaze blockchainu může být veřejnost zodpovědná, protože je odolná proti poruchám. Decentralizované aplikace (DApps) navíc zdůrazňují vyhlídky na blockchainovou technologii jako platformu pro vysoce demokratizovaný vývoj, distribuci a integraci softwaru. (Cryptocurrency je také hackerem. Další informace o hackerských aktivitách rostou spolu s cenou kryptoměny.)

Decentralizace

Koncept decentralizované sítě nebo knihy se zaměřil na blockchainovou technologii pro lidi a instituce na celém světě. Je však předmětem debaty, zda PoW nebo PoS mohou z dlouhodobého hlediska zůstat čistě decentralizované. S postupným vývojem bitcoinových validátorů z CPU na GPU a nyní ke specializovaným horníkům ASIC (nemluvě o velmi lokalizovaných těžebních regionech) se PoW hardware a těžba rozšířením pravděpodobně staly vysoce centralizovanými. A PoS (nekontrolované žádnými normami nebo omezeními vynucovanými komunitou) má sklon koncentrovat bohatství, a tím centralizovat moc, ze své podstaty. Tato čísla společně zdůrazňují možné výhody hybridního systému PoW / PoS i novějších modelů, jako jsou DPoS a PoI.

Další inovace (jako bitcoinová blesková síť) se snaží o řešení, která by mohla zmírnit část spotřeby energie ve stávajících blokových řetězcích PoW. Pokud by však sítě PoW nadále rostly, zdá se nepravděpodobné, že by si udržely dlouhodobý standard energetické účinnosti srovnatelný s novějšími konsensuálními modely (PoS, PoI atd.). Je třeba vidět, jak vlády a regulační orgány řeší rostoucí problém technologie blockchain jako celek.