Proof of Work – Energia ed Ergo

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Introduzione

Proof of Work (PoW) è stato descritto nel white paper originale di Bitcoin come avente due parti. La prima parte riguarda le firme digitali. La seconda parte è una rete peer-to-peer che hash i timestamp delle transazioni su una blockchain immutabile.

La sicurezza è una caratteristica della potenza di calcolo e della lunghezza della catena. Il white paper di Bitcoin lo descrive in questo modo: “La catena più lunga non serve solo come prova della sequenza di eventi a cui si è assistito, ma la prova che proveniva dal più grande pool di potenza della CPU”. La dimensione del pool di mining e il lavoro svolto proteggono la blockchain dalla doppia spesa.

La capitalizzazione di mercato di Bitcoin ha superato $ 1 miliardo il 27 marzo 2013 e da allora ha superato $ 1 trilione il 19 febbraio 2021. Con più valore, i problemi di sicurezza aumentano. Di conseguenza, la potenza di calcolo e l’utilizzo di elettricità aumentano per proteggere la blockchain. Di quanta energia si parla?

Consumo energetico di Bitcoin

Il Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index tiene traccia del consumo di elettricità di Bitcoin. Dal lancio a febbraio 2022, Bitcoin ha utilizzato 320,34 terawattora (TWh) di elettricità. Quando si considerano i prezzi dell’elettricità per varie regioni, i costi operativi di estrazione mineraria possono variare notevolmente. Un kilowatt all’ora (kWh) varia da $ 0,03 in Qatar a $ 0,37 in Germania.

Usando i numeri di cui sopra, la spesa elettrica di Bitcoin è compresa tra $ 30 milioni e $ 370 milioni per TWh. La spesa totale per l’elettricità è stata compresa tra $ 10,8 e $ 118,5 miliardi di spese elettriche. I minatori di Bitcoin tendono a operare in luoghi con elettricità meno costosa. Ad esempio, una posizione remota con abbondante energia idroelettrica è una buona posizione per il mining di Bitcoin. Quindi, i prezzi dell’elettricità kWh sono probabilmente più vicini all’estremità inferiore della gamma.

Nel 2021, Bitcoin ha consumato 86,36 TWh di elettricità. Di conseguenza, il costo per proteggere la blockchain Bitcoin per l’anno è stato compreso tra $ 2,6 miliardi e $ 136,9 miliardi. Per capire la dimensione di questa quantità di elettricità, aiuta a confrontarla con qualcosa di simile.

Gli Stati Uniti producono oltre 4.000 miliardi di kilowattora (BkWh) di elettricità ogni anno. Un TWh è lo stesso di BkWh, quindi considera questo fatto dalla US Energy Information Administration:

“Il settore commerciale, che comprende edifici commerciali e istituzionali e l’illuminazione pubblica di strade e autostrade, ha consumato circa 152 miliardi di kWh per l’illuminazione nel 2021, pari a circa l’11% del consumo totale di elettricità del settore commerciale e circa il 4% del consumo totale di elettricità degli Stati Uniti nel 2021”.

L’elettricità utilizzata per illuminare le strade pubbliche e le autostrade negli Stati Uniti viene sprecata? I lampioni stradali riducono il rischio di incidenti stradali e criminalità. Ma i residenti urbani sono più disposti a pagare per i lampioni rispetto ai residenti rurali.

Il motivo è chiaro. I luoghi con una densità di popolazione inferiore hanno meno incidenti stradali e criminalità. C’è molto meno bisogno di lampioni nelle zone rurali.

C’è una dinamica simile, ma opposta, in gioco con le criptovalute. Se una comunità ha già lampioni, qualsiasi modifica a queste luci deve essere qualcosa di meglio.

Vantaggi delle blockchain

Alcuni arrivano persino a dire che Bitcoin è peggio. Non ha alcun valore. Tuttavia, Bitcoin ha una capitalizzazione di mercato di trilioni di dollari e gli utenti di Bitcoin pagano commissioni di transazione per utilizzare la blockchain. Per gli utenti di Bitcoin, ha valore.

Su alcune metriche, Bitcoin è migliore dei sistemi esistenti. Le conferme delle transazioni Bitcoin si saldano in venti minuti. Le transazioni Automated Clearing House (ACH) sono trasferimenti elettronici di denaro da banca a banca che richiedono cinque giorni. Qual è il costo dell’elettricità dei trasferimenti ACH? Se teniamo conto dei mainframe, degli sportelli bancomat, dei siti web, ecc., Le banche sono più efficienti dal punto di vista energetico? Si potrebbe sostenere che vale la pena utilizzare più elettricità per tempi di transazione più rapidi? È difficile fare un confronto diretto, ma è plausibile affermare che Bitcoin è meno costoso, oltre che un’opzione migliore.

Le blockchain portano anche nuove funzionalità. Con i contratti intelligenti, è possibile automatizzare parti dell’economia mondiale. Queste innovazioni valgono l’elettricità e altre spese di mining di Bitcoin e altre blockchain PoW?

Efficienza energetica

Un’importante discussione sulla prova del lavoro blockchain riguarda l’efficienza. I vantaggi della tecnologia blockchain possono essere sfruttati senza pagare un costo energetico così elevato?

Bitcoin è stato lanciato nel 2009 come prova di concetto. Le criptovalute funzionano, ma dobbiamo capirle meglio. Sebbene la ricerca sia in corso e le persone abbiano scoperto nuovi meccanismi di consenso, algoritmi e altri progetti blockchain, è ancora un settore emergente. I migliori usi e limitazioni di queste nuove funzionalità non sono ancora completamente realizzati.

Ad esempio, Proof of Stake (PoS) è un meccanismo di consenso implementato per la prima volta nel 2012 in Peercoin. PoS richiede la proprietà della valuta della blockchain per incentivare la protezione della blockchain. PoS ha un’impronta energetica molto più bassa rispetto a PoW, ma è sicuro come PoW? La risposta è sconosciuta e solo il tempo lo dirà. Si può argomentare che PoW è più sicuro perché i TWh di lavoro che sono stati eseguiti forniscono una garanzia di sicurezza che PoS non ha.

Alcune persone credono che PoS possa sostituire PoW, ma la realtà è che diversi modi di fare le cose hanno compromessi diversi. PoS e PoW non sono la stessa cosa e uno non è un sostituto drop-in per l’altro.

Ci sono contratti intelligenti che potrebbero aver bisogno delle funzionalità di PoW. Per altri, la velocità di PoS potrebbe essere una soluzione migliore. Non esiste un modo giusto di fare le cose – problemi diversi richiedono soluzioni diverse.

Le capacità di Ergo

Ogni blockchain ha caratteristiche uniche che derivano da diverse scelte progettuali. Su Ergo, le decisioni progettuali significative includono:

  • Protocolli Sigma: protocolli proof-of-knowledge efficienti e componibili che sono necessari per creare alcuni tipi di dApp.
  • Autolykos: algoritmo PoW con uso efficiente dell’elettricità. È resistente all’ASIC, il che migliora il decentramento del mining. [1]
  • eUTXO: l’output esteso delle transazioni non spese elimina la necessità di mantenere lo stato della blockchain. Consente inoltre la prevedibilità dei costi di transazione.
  • Non-Interactive Proofs of Proof-of-Work (NIPoPoW):Un indice di una blockchain PoW in grado di verificare rapidamente le singole transazioni. Supporta client leggeri e alcune implementazioni sidechain.
  • Storage Rent: mantiene le monete in circolazione, riduce le dimensioni della catena e incentiva i minatori addebitando una piccola commissione per lo stoccaggio ogni quattro anni.

Ergo è una blockchain PoW progettata per essere più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a Bitcoin. Ma quanta efficienza è sufficiente? Alcune funzionalità, come il modello eUTXO, possono funzionare con una varietà di meccanismi di consenso, tra cui PoW e PoS.

Tuttavia, altre caratteristiche sono uniche per PoW. In che misura l’efficienza energetica dovrebbe essere una considerazione secondaria? Funzionalità come NIPoPoW, affitto dello storage, ecc., Dovrebbero essere ignorate perché i costi energetici sono la considerazione più importante? Ogni decisione di progettazione deve considerare i costi e i benefici dell’implementazione. La propria valutazione dipenderà da ciò che si valuta.

Conclusione

Le tecnologie blockchain rivoluzioneranno la gestione della supply chain, la verifica dell’identità e molte altre aree della vita moderna. È un nuovo paradigma informatico con un’importanza che rivaleggia con l’ascesa di Internet globale. Come Internet, si evolverà in modi che attualmente non possiamo immaginare.

Bitcoin ha un ruolo da svolgere nell’ecosistema delle criptovalute nei prossimi decenni. Tuttavia, una blockchain PoW ancora più efficiente dal punto di vista energetico, come Ergo (che ha molte funzionalità aggiuntive), può trovare il giusto equilibrio tra utilizzo di energia e funzionalità che possono rendere PoW più efficiente, fornire funzionalità aggiuntive e superare alcune delle limitazioni di Bitcoin.

Ogni soluzione richiede un’attenta considerazione dei suoi costi, benefici e rischi. Le blockchain sono una grande tenda. C’è spazio per tutti. Tuttavia, PoW NIPoPows e funzionalità specifiche della catena come l’affitto dello storage di Ergo offrono funzionalità uniche che valgono il dispendio energetico extra per alcuni usi blockchain.

Fonte:

Prova di lavoro, energia ed | Ergo Ergo (ergoplatform.org)

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