Криптовалутата се подлага на енергийна диета, за да се конкурира с по-ефективни блокчейни

Биткойн попива по-голямата част от ажиотажа и опроверга, натрупани върху криптовалути, оставяйки по-младия и по-малък брат си Ethereum в сянка. Но Ethereum е всичко друго, но не и малък. Пазарната му капитализация е била около 10 милиарда щатски долара по време на пресата и има също толкова огромен енергиен отпечатък.

ethereum

Копаенето на Ethereum консумира четвърт до половината от това, което прави Bitcoin, но това все още означава, че през по-голямата част от 2018 г. той е използвал приблизително толкова електричество, колкото Исландия. Всъщност типичната транзакция на Ethereum поглъща повече енергия, отколкото средното американско домакинство използва за един ден.

„Това е просто огромна загуба на ресурси, дори ако не вярвате, че замърсяването и въглеродният диоксид са проблем. Има реални потребители - реални хора, чиято нужда от електроенергия се измества от тези неща “, казва Виталик Бутерин, 24-годишният руско-канадски компютърен учен, изобретил Ethereum, когато е бил само на 18.

Buterin планира най-накрая да започне да унищожава енергийните си загуби през 2019 г. Тази година Buterin, основаната от него фондация Ethereum, и по-широкото движение с отворен код, напредващо в криптовалутата, планират да тестват отдавна обещаната ревизия на кода на Ethereum. Ако тези разработчици са прави, до края на 2019 г. новият код на Ethereum може да завърши транзакции, използвайки само 1 процент от консумираната днес енергия.

Опитът за възраждане на Ethereum ще бъде една от „най-завладяващите технологии за гледане през годината“, казва Заки Маниан, който съветва криптовалутата нагоре Cosmos. Маниан казва, че процесът на развитие на Ethereum означава, че множество кодери и организации трябва да си сътрудничат на открито, да се сближават по спецификации, да измислят цялата технология за тяхното внедряване и да ги карат да работят безпроблемно заедно. „Това е далеч най-амбициозният технически проект за отворена общност, който някога е опитван“, казва Маниан.

Като биткойн, Ethereum разчита на блокчейн, който е цифрова книга на транзакциите, поддържана от общност от потребители. (Нарича се блокчейн, защото новите транзакции се групират в „блокове“ от данни и се записват в края на „верига“ от съществуващи блокове, които описват всички предишни транзакции.) Въпреки това, Buterin проектира Ethereum да прави повече от сигурно поддържане на книга, без централен орган. Визията му беше Етериум да се превърне в глобален компютър - такъв, който е децентрализиран, достъпен за всички и по същество е имунизиран срещу престой, цензура и измами.

Това, което дава на Ethereum blockchain такъв потенциал, е способността му да съхранява данни, да поддържа решения и да автоматизира разпределението на стойността. Той управлява тези задачи чрез интелигентни договори, програми, написани от потребители или разработчици на персонализирания език за кодиране на Ethereum. Интелигентните договори имат очевидни бизнес приложения, но дългосрочната надежда е, че приложенията, изградени от тях, в крайна сметка ще направят Ethereum най-добрата платформа за изчислителни облаци.

Тази възвишена визия се сблъсква с настоящата реалност на Ethereum. Въпреки че на него работят няколко милионни приложения, дори Бутерин казва, че подозира, че Ethereum консумира повече ресурси, отколкото връща в обществени ползи.

Проблемът е в целия този майнинг. Подобно на повечето криптовалути, Ethereum разчита на изчислителна конкуренция, наречена доказателство за работа (PoW). В PoW всички участници се надпреварват да криптографски осигуряват транзакции и ги добавят към глобално разпределената книга на блокчейна. Това е състезание за победители, наградено с новоизсечени криптокойни. Така че колкото повече изчислителна огнева мощ имате, толкова по-големи са шансовете ви за печалба.

PoW добивът е труден по дизайн. Идеята е да се попречи на който и да е обект да контролира блокчейна. Например, ако компютърната система на биткойн майнер има повече от половината от цялата мощност на добива в мрежата, този майнер може да извърши измами, като например преразглеждане на отдавна завършени транзакции. Потребителите на биткойн биха имали малко прибежище, тъй като миньорите са анонимни.

На теория PoW продължава да добива разпределена афера. На практика обаче разработването на специфични за приложението интегрални схеми (ASIC), които ускоряват добива, произведени от шепа фабрични чипове в Китай, е съсредоточило властта върху много криптовалути.

Ethereum пое борбата срещу концентрираната мощност още една стъпка, като избра интензивен за памет PoW алгоритъм за добив на „етер“, тъй като неговият стойностен маркер е известен. Този алгоритъм за извличане на етер наказва използването на ASIC.

Това, което PoW алгоритъмът на Ethereum не е попречил обаче, е експлозивен растеж на изчислителните ресурси, посветени на добива на етер. Изчислителната мощност, насочена към тази задача, се е увеличила над 25 пъти през 2017 г., тъй като стойността на маркера се е повишила от 8 на 862 долара, а майнинг фирмите са изградили специализирани центрове за данни, пълни с модули за обработка на графики с общо предназначение, които са много подходящи за добив на етер.

Полученото енергийно търсене създаде реакция от страна на природозащитниците. Междувременно комуналните услуги и общностите виждат финансов риск и алтернативни разходи, ако се погрижат за миньори за криптовалута, които поглъщат евтина електроенергия, като същевременно създават малко работни места. Обслужващите миньори може да изискват помощни програми за надграждане на оборудването, което може да стане излишно, ако цените на криптовалутите се сринат и операциите за копаене бъдат спрени.

Неотдавнашната динамика на пазара подкрепя опасенията на комуналните услуги. Стойността на етера достигна връх от $ 1385 миналия януари и след това започна да се спуска надолу. През ноември той се срина под $ 120 - достатъчно нисък, за да изтрие маржа на печалбата на миньорите и да подтикне някои да забавят или изключат майнинг платформите. Според прогноза на Digiconomist - сайт, създаден от Алекс де Врис, старши сътрудник и специалист по блокчейн в PricewaterhouseCoopers - миньорите на Ethereum вероятно намаляват общото си потребление на енергия с повече от половината за по-малко от 20 дни.

Тогава не е изненада, че някои комунални услуги, като базираната в Монреал Hydro-Québec, определят по-високи цени на електроенергията за миньорите. Такова отблъскване от комунални услуги и техните регулатори може допълнително да наруши сигурността на PoW-базирани криптовалути. Ограниченият достъп до енергия и нарастващите енергийни разходи ще попречат на новите миньори да се присъединят към играта, ускорявайки концентрацията на добивната мощ. Когато се концентрира, рискът от тайно споразумение и измами се увеличава.

За Бутерин, намаляването на потреблението на енергия е част от визията от началото на Ethereum. Повечето други привърженици на Ethereum са съгласни. „Широко прието е в общността на Ethereum, че PoW използва твърде много енергия. За мен това е приоритет номер 1 “, казва сътрудникът на Ethereum Пол Хаунер, съосновател на австралийската фирма за киберсигурност и разработка на блокчейн Sigma Prime.

Планът на Ethereum е да замени PoW с доказателство за участие (PoS) - алтернативен механизъм за разпределен консенсус, който за първи път беше приложен към криптовалута с пускането на Peercoin през 2012 г. Вместо милиони процесори, които едновременно обработват едни и същи транзакции, PoS случайно избира една да свърши работата.

В PoS участниците се наричат ​​валидатори, а не миньори и ключът е да ги поддържаме честни. PoS прави това, като изисква от всеки валидатор да даде залог - купчина етер в случая на Ethereum - като обезпечение. По-големият залог печели валидатор пропорционално повече шансове на търн, но това също така означава, че валидатор, хванат в измама, има какво да загуби.

Преминаването към PoS ще намали консумираната енергия за транзакция с Ethereum повече от стократно, според Buterin: „PoW частта е тази, която консумира тези огромни количества електроенергия. Самите транзакции на блокчейн не са изключително изчислително интензивни. Това е само проверка на цифровите подписи. Това не е някаква тежка 3D-матрична карта или машинно обучение върху гигабайта данни “, казва той.

Намаляването на изчислителната мощност и използването на енергия не е просто екологичен ход. Той има и финансова полза, тъй като трябва да намали скоростта, с която се издава пресен етер, за да насърчи валидаторите - допълнителни пари, които разреждат стойността на дадена валута. „Тъй като PoS валидаторите не изразходват цялата тази енергия, не е нужно да ги възнаграждаваме толкова много“, казва Дарън Лангли, старши разработчик на блокчейн в Rocket Pool, в Бризбейн, Австралия, който разработва приложение, което ще сглоби залагане на басейни, изплащане на лихва на собствениците на етери, които се присъединяват към басейна.

Преминаването към PoS също може да повиши сигурността. Под PoS местоположението на акаунта на всеки валидатор е известно и може да бъде унищожено, ако този валидатор наруши правилата. Влад Замфир, водещият разработчик на PoS на фондация Ethereum, оприличава това на общността на Биткойн, която получава властта да изгаря центровете за данни на миньор, който злоупотребява с властта си.

До 2015 г. предимствата на PoS вече бяха убедили общността на Ethereum да направи промяната и лидери като Buterin очакваха да го направят само за година-две. За да изяснят намеренията си, основните разработчици на Ethereum препрограмираха своя PoW код, за да създадат експоненциално нарастване на трудността за добив. Известен като „Трудна бомба“, той започна да забавя създаването на нови блокове на транзакции в края на 2016 г. и се очакваше да доведе до спиране на етер след няколко години след това.

Тази бомба със закъснител обаче функционира по-скоро като будилник с бутон за отлагане. През октомври 2017 г., когато времето за добив вече беше почти удвоено до 30 секунди, екипът на Ethereum нулира часовника, забавяйки DoWday на PoW с около 12 месеца. И скоро скоро ще ударят отново.

Не е, че Екипът Ethereum спи. Всъщност, казва Бутерин, разработчиците на Ethereum вече са избили повечето от теоретичните дракони, свързани с PoS. Но процесът на превръщане на тези теоретични решения в ефективен софтуер се движи по-бавно от очакваното.

Какво дава надежда за 2019 г. е радикален нов план, приет от лидерите на Ethereum през юни 2018 г. Преди това те очакваха да вградят PoS в съществуващата блокчейн на Ethereum. През юни те решиха да направят чиста почивка и да изградят изцяло нова блокчейн - такава, която работи единствено чрез PoS.

Решението с две вериги - наречено Ethereum 2.0 - прави свят различен за програмистите на Ethereum, защото продължаването по оригиналната верига би означавало да напише машината на PoS като сложен набор от интелигентни договори. Хаунер, който ръководи усилието, наречено Lighthouse, за изграждане на софтуерен клиент на Ethereum 2.0, казва, че езикът за интелигентни договори на Ethereum е трудна среда за писане на сложен код. „Писането на интелигентни договори е много ограничена среда за изчисления. Не можете да правите сложни неща върху него “, казва той.

Само няколко месеца след решението да се премине към Ethereum 2.0, неговите PoS спецификации бяха очертани и над половин дузина екипи вече работеха върху софтуерни реализации, използващи различни езици за програмиране. Групата на Hauner в Sigma Prime разработва своя клиент на Ethereum 2.0, използвайки например Rust. Той очаква това приложение и други да използват PoS в бета мрежи или „тестови мрежи“ в началото на 2019 г.

Бутерин казва, че публичните тестови мрежи може да се справят с поредната иновация на Ethereum 2.0 - вериги с множество клонове за повишаване на пропускателната способност на транзакциите - до края на 2019 г. Но той предупреждава, че все още може да се дебнат „неизвестни неизвестни“, които могат да върнат хронологията им обратно.

Като мултимилиардна мрежа, Ethereum очевидно има какво да загуби, ако пусне глупави или несигурни технологии. За да играят на PoS веригата на Ethereum, притежателите на етер ще трябва да депозират интелигентен договор върху оригиналната верига Ethereum, който необратимо прехвърля етера в новата верига. Всички грешни стъпки могат да застрашат цялата екосистема от разработчици и проекти, които използват интелигентните договори на Ethereum.

Но Ethereum също има какво да загуби, ако забави много по-дълго. Масив от добре капитализирани проекти - Cardano, Dfinity, Eosio и Manian’s Cosmos, за да назовем само няколко - излюпват свои собствени PoS-базирани блок-вериги. Подобно на Ethereum, те се стремят да докажат, че високата сигурност и висока ефективност не са в противоречие.

Първият, който разкрие потенциала за блокчейн приложения, може да се превърне в изчислителната платформа на бъдещето. Останалите вероятно ще изсъхнат. „Тази среда естествено е доста хищническа“, казва Маниан. „Ще има една единствена платформа, която да оцелее.“

Тази статия се появява в изданието за печат от януари 2019 г. като „Ethereum ще намали абсурдната си употреба на енергия“.