:RU: Сравнение энергопотребления Cardano и Bitcoin

Перевод статьи Comparison of energy consumption of Cardano and Bitcoin | Cardanians

Знаете ли вы, что Cardano примерно в 100 000 раз более энергоэффективен, чем Bitcoin? Имеет ли это значение для вас? Может быть, да, а может быть, и нет. Однако эта тема все чаще обсуждается на уровне правительств и регулирующих органов. Их решения могут повлиять на будущее блокчейн проектов. Давайте рассмотрим детали.

image

TLDR:

  • Изменение климата, экономический кризис и негативная геополитическая ситуация заставляют людей задумываться о надлежащем использовании энергии.
  • Аргумент о том, что PoW должны потреблять энергию для обеспечения безопасности, действителен только до тех пор, пока бюджет безопасности не будет исчерпан.
  • Использование зеленой энергии для майнинга PoW не является релевантным аргументом для ЕЦБ. Законодательные органы должны устанавливать лимиты выбросов. Зеленую энергию можно использовать и в других местах.
  • Трудно понять, как власти могли бы запретить бензиновые автомобили в течение переходного периода, и закрывать глаза на активы типа Bitcoin, построенные на технологии PoW.
  • Люди должны сами решать, какие технологии они хотят использовать. Однако они должны учитывать пожелания других людей.

Вступление

Защита окружающей среды является приоритетом для нашей планеты. В течение многих лет эта тема игнорировалась, поскольку правительства уделяли основное внимание экономическому развитию и технологическому прогрессу. Экология рассматривалась как препятствие или тема, которая может подождать еще несколько лет. Ситуация быстро меняется. В Европе и во всем мире мы достигаем новых температурных рекордов. Британия пережила 40-градусную жару. Жарко также во Франции и некоторых штатах США. Климат меняется быстрее, чем мы ожидали. Благодаря негативным геополитическим событиям цены на энергоносители резко растут, и это в то время, когда Европа стремится перейти на зеленый уровень. “Зеленый курс” сейчас находится под угрозой срыва, но законодатели пытаются достичь целей, которые решила достичь Европа.

Эти и многие другие причины приводят к растущим дебатам о значимости сетей с доказательством работы (PoW). В то время как криптовалютное сообщество твердо верит, что блокчейн революционизирует мир финансов, не все на планете разделяют этот энтузиазм. Нам нужно беспристрастно взглянуть на этот вопрос и понять аргументы людей, которые еще не поняли смысла криптовалют.

Важно отметить, что концепция децентрализации связана не только с Bitcoin, то есть с консенсусом PoW. Cardano является доказательством того, что консенсус с доказательством ставки Proof-of-Stake (PoS) является качественной альтернативой PoW. PoS в Cardano отпразднует свой второй день рождения в 2022 году. В криптовалютном пространстве есть много других PoS-сетей, которые также работают уже несколько лет. Ни одна PoS-сеть еще не была успешно атакована.

Если энергоемкость станет препятствием для децентрализации, криптовалютная индустрия выживет без сетей PoW. Bitcoin - чрезвычайно важный проект для всей отрасли, и за ним стоит много сторонников. С другой стороны, энергоемкость этой сети PoW огромна и, что более важно, ее трудно предсказать. Если бы стоимость монет BTC резко возросла за короткий промежуток времени, скажем, в 100 раз, энергоемкость также увеличилась бы за то же время в той же пропорции. Если бы Bitcoin потреблял сегодня столько же энергии, сколько, скажем, Испания, то после такого резкого увеличения стоимости монет BTC Bitcoin потреблял бы столько же энергии, сколько 100 стран размером с Испанию. Даже поклонники Bitcoin должны признать, что это вряд ли устойчиво для нашей планеты.

Мы также можем видеть другую крайность, а именно, что стоимость монет BTC не будет расти так быстро. Однако в этом случае безопасность сети Bitcoin снизится, поскольку событие халвинга постепенно уменьшает количество монет, которые майнеры получают для покрытия затрат на потребляемую ими энергию. С глобальной точки зрения было бы неразумно принимать сеть, безопасность которой недостаточна. Я видел много успешных атак на сети PoW. Во всем всегда был виноват низкий хэшрейт. Сети PoW не могут позволить себе, чтобы нативные монеты не росли в цене постоянно.

Питер Тодд (Peter Todd), бывший разработчик Bitcoin core, создал инструмент, который показывает бюджет безопасности Bitcoin. Любой желающий может поиграть с параметрами и посмотреть, при каких обстоятельствах Bitcoin остается безопасным и децентрализованным. Например, если вы оставите настройки по умолчанию в инструменте, то есть среднюю комиссию на уровне $ 1,50, размер блока на уровне 1,20 МБ и установите рыночную капитализацию Bitcoin на уровне $ 100 т в 2140 году (4,7 млн долларов США за BTC), вы обнаружите, что к 2024 году безопасность Bitcoin будет “Небезопасным” - по словам Питера.

Мы все знаем, что на общую капитализацию сети Bitcoin влияют крупные игроки и банки. Если бы правила и законы заставили эти субъекты воздержаться от инвестирования в Bitcoin, стоимость монет упала бы, что оказало бы существенное влияние на безопасность сети. Другими словами, если Bitcoin хочет быть безопасным, он, вероятно, не может обойтись без поддержки со стороны высших политических кругов.

Давайте не будем забывать об инициативе ESG, которая также может весьма существенно повлиять на принятие решений. Настало время криптовалютному сообществу поделиться своими взглядами на будущее с законодателями. Невежество и незаинтересованность в коммуникации с политиками на эту тему могут иметь неприятные последствия. Потребность в энергии для работы PoW и PoS-сетей - это тема, которой следует уделять больше внимания не только в сообществе криптовалют, но и на уровне политиков и других важных органов. Давайте посмотрим на энергоемкость сетей Cardano и Bitcoin в этой статье.

Как рассчитать энергопотребление сети Cardano?

Потребление энергии сетью Cardano не зависит от стоимости монет ADA. Это означает, что потребление энергии практически постоянно, независимо от того, находимся ли мы на медвежьем рынке или бычьим рынке. При расчете необходимо учитывать количество серверов, на которых запущены пул и релейные ноды. Тем не менее, расчет может быть непростым.

Основываясь на анализе релейных нод в реальном времени Cardanians, некоторые пулы имеют 5 ретрансляторов, некоторые совместно используют несколько ретрансляторов, некоторые запускают несколько пулов на одном устройстве, другие имеют больше ретрансляторов под одним DNS-именем и т.д. Некоторые из них используют инфраструктуру отказоустойчивости, а некоторые имеют непубличные ретрансляторы. Мы попытались учесть соответствующее среднее значение всех этих факторов. Наша оценка включает в себя все ноды инфраструктуры.

Если мы учитываем, что одна нода потребляет 45 Вт, мы получаем общее потребление сети Cardano, умножив эту константу на количество всех нод в инфраструктуре. На момент написания статьи в сети насчитывается 4286 нод. Годовое потребление энергии сетью Cardano составляет около 1,6 ГВт-ч. Текущие данные можно найти в Cexplorer.

Как рассчитать энергопотребление сети Bitcoin?

Консенсус PoW основан на потреблении электроэнергии. К сожалению, расчет не так прост, так как энергопотребление напрямую зависит от стоимости монет BTC. Поскольку стоимость монет BTC со временем меняется, потребление электроэнергии также растет и падает. Поскольку безопасность напрямую связана с бюджетом безопасности, сетевая безопасность также растет и падает вместе со стоимостью монет BTC.

Хэшрейт может увеличиваться независимо от потребляемой энергии по мере повышения эффективности ASIC-майнеров. Это означает, что даже если бы цена монет BTC была стабильной в течение длительного периода, хэшрейт увеличивался бы. Майнеры покрывают расходы на покупку энергии за счет вознаграждений в BTC. Поскольку цена на энергию в каждой стране разная, трудно оценить, сколько энергии будут покупать майнеры.

Существует несколько способов надежной оценки энергозатрат работы PoW. Давайте покажем некоторые из них. Можно использовать общий хэшрейт и предположить, что у майнеров есть новейшие ASIC-майнеры. Майнеры всегда стараются быть как можно более прибыльными. С другой стороны, не всегда экономически выгодно покупать новое оборудование. Так что не у всех майнеров будут новейшие модели. Более того, чипы в настоящее время являются дефицитным товаром, поэтому спрос на ASIC-майнеры не всегда может быть удовлетворен вовремя. В любом случае, если мы знаем, какой хэшрейт может выдать один ASIC-майнер, мы можем разделить общий хэшрейт сети Bitcoin на хэшрейт одного устройства. Это дает нам количество майнеров ASIC в сети. Как мы уже говорили, нужно учитывать, что часть майнеров старше. Поскольку мы знаем стоимость запуска одного ASIC-устройства, мы также можем оценить общее энергопотребление.

Бюджет сетевой безопасности также может дать нам приблизительное представление. Если мы предположим, что майнинг должен быть прибыльным, мы знаем, что майнеры не будут тратить на энергию больше денег, чем то, что сеть платит в виде монет BTC. Мы должны вычесть затраты на покупку оборудования ASIC, рабочую силу, пространство, в котором расположены майнеры, затраты, связанные с охлаждением, комиссии в пулы, прибыль, налоги и т.д. Мы можем рассчитать валовые затраты за день работы сети Bitcoin, умножив количество вознаграждений в день на количество Bitcoin майнеров, которые получают вознаграждение за блок (включая комиссии), и умножив все это на текущую стоимость монет BTC. Таким образом, (6 * 24) * (6.25 BTC + 0.1 BTC) * 20 000 долларов США. Это в общей сложности 18 288 000 долларов.

Если бы мы хотели получить более точные результаты, нам нужно было бы узнать конкретные данные непосредственно от майнеров. Тем не менее, мы можем сделать приблизительную оценку. Согласно нашим расчетам, валовые годовые затраты на эксплуатацию сети Bitcoin на данный момент составляют примерно 188 222 ГВт-ч. Наши результаты согласуются с доступными публикациями, например, statista.com (177 000 ГВт-ч) и digiconomist.net (134 000 ГВт-ч). Имейте в виду, что эти цифры относятся ко времени написания статьи, и, как мы уже писали, они значительно меняются с течением времени.

Сравнение

Если мы возьмем годовую стоимость эксплуатации сети Cardano в 1,6 ГВт-ч и сравним ее с годовой стоимостью эксплуатации сети Bitcoin в 188 222 ГВт-ч, мы обнаружим, что сеть Cardano примерно в 117 000 раз более экологична.

Как вы можете видеть, углеродный след сети Cardano практически ничтожен по сравнению с Bitcoin. Майнинг PoS оказывает очень негативное воздействие на окружающую среду и генерирует 74,76 млн тонн CO2 в год, аналогично государству Колумбия. Одна Bitcoin-транзакция обходится миру в 1491 кВт*ч, что примерно соответствует стоимости содержания 1 домашнего хозяйства в США в течение 51 дня.

Фундаментальным аргументом в пользу PoW является то, что потребление энергии является необходимым условием для обеспечения безопасности сети Bitcoin. Этот аргумент уже проверен временем, и часто забывается, что процесс вознаграждения динамичен. Как предполагает Питер Тодд, безопасность Bitcoin ни в коем случае не является определенной и будет зависеть от роста стоимости монет. Неизменная денежно-кредитная политика является новаторским технологическим достижением, но нельзя забывать о долгосрочной устойчивости. Если предполагается, что он будет функционировать только, скажем, 20 лет, то он не так полезен, как казалось на первый взгляд.

Не существует убедительных аргументов в пользу того, что PoS не работает или что у него есть какая-то фундаментальная слабость. Как PoW, так и PoS сети могут быть атакованы. Векторы атаки только разные. Существует несколько реализаций PoS, и ни одна из них еще не завершилась неудачей. Получается, что зависимость от энергопотребления не является обязательным условием. Преимущество PoS сетей заключается в том, что, в отличие от PoW, они устойчивы в долгосрочной перспективе.

Безопасность PoS сетей также растет с ростом стоимости монет, поскольку одному субъекту становится все труднее накапливать большое количество монет. С другой стороны, безопасность PoS сетей также зависит от распределения монет между пользователями. Если бы более 50% монет принадлежали 10 млн пользователей сети, которые не стали бы их продавать, т.к. получают пассивный доход, у злоумышленника, по сути, не было бы шансов получить необходимое большинство для атаки. В то же время было бы достаточно того, чтобы стоимость монет не упала резко, т.е. они могли бы оставаться на том же уровне, и безопасность сети не была бы принципиально изменена падением стоимости.

Предположим, что все держатели монет являются честными участниками сети, потому что у них есть экономический стимул защищать сеть. Недостаток сетей PoW заключается в том, что сильная конкуренция может вывести честных майнеров из игры. Другими словами, майнинг для честного майнера может оказаться невыгодным и он будет вынужден прекратить майнинг. Таким образом, он не может участвовать в обеспечении безопасности сети, даже если бы захотел. Это приводит к централизации власти. PoS сети, вероятно, всегда будут более децентрализованными, поскольку они позволяют всем пользователям участвовать в процессе децентрализации и обеспечения безопасности. Каждый игрок, даже честные киты, защищают сеть от атак.

В рамках этой статьи давайте остановимся в основном на потреблении энергии.

Что думает ЕС о чрезмерном потреблении энергии?

Европейский центральный банк (ЕЦБ) опубликовал отчет под названием “Майнинг окружающей среды - учитывается ли климатический риск в криптоактивах?”, в котором рассматривается потребление энергии криптовалютами. Отчет детальный и хорошо написан.

В документе говорится, что некоторые криптоактивы оставляют значительный углеродный след и что это подрывает их обязательства по экологическому переходу. Оценки углеродного следа для Bitcoin и Etherium также показывают, что их совокупные годовые выбросы по состоянию на май 2022 года сводят на нет прошлую и целевую экономию выбросов парниковых газов (ПГ) для большинства стран еврозоны.

Законодательные органы могут также более внимательно изучить продуктивное использование различных источников энергии в результате недавнего скачка цен на энергоносители после российско-украинской войны. Авторы статьи отмечают, что существует альтернативная и гораздо менее энергоемкая технология блокчейна, которая может достичь результатов, аналогичных энергоемким.

Очевидно, что власти хорошо ориентируются в пространстве криптовалют и знают различия между сетями PoW и более экологичными альтернативами, такими как PoS. Авторы статьи осведомлены об инициативах по переводу майнинга на экологически чистые источники энергии. В документе упоминается Соглашение о криптоклимате и Совет по майнингу Bitcoin.

Стремление к большей прозрачности в майнинге и стремление к достижению нулевых выбросов к 2030 году воспринимаются положительно. С другой стороны, существует критика в связи с тем, что эти усилия носят исключительно добровольный характер и что методология четко не объяснена, а также из-за отсутствия важных деталей и недостоверных данных в документах касательно этого.

Переход PoW майнинга на экологически чистые источники является самым большим аргументом сторонников Bitcoin. Однако, с точки зрения ЕС, это не решение, поскольку криптоактивы PoW перейдя на возобновляемые источники энергии, могут вытеснить другие виды использования возобновляемых источников энергии, ставя под угрозу цели стран по переходу на зеленый режим. В документе говорится:

Возобновляемые источники энергии ограничены. Доля возобновляемых источников энергии в мировом производстве электроэнергии в 2020 году составила 29%. Следовательно, потребуется время, чтобы полностью перейти на возобновляемую энергию. Использование существующих возобновляемых источников энергии для майнинга Bitcoin по большому счету подразумевает, что меньшее количество возобновляемой энергии может быть использовано для других целей, таких как обеспечение электричеством домашних хозяйств, а также для покрытия необходимых климатических изменений.

[…]

Значительная проблема энергопотребления сетей PoW может быть устранена с помощью другого механизма консенсуса блокчейна, а именно proof-of-stake (PoS). Подсчитано, что технология блокчейна PoS значительно снижает потребление энергии, обеспечивая при этом ту же функциональность.

Государственные власти не хотят душить инновации и технический прогресс, поскольку это движущая сила экономического роста. С другой стороны, власти сомневаются в пользе Bitcoin для общества. Потенциал технологии блокчейн до сих пор считается неопределенным.

Власти должны рассматривать этот вопрос холистически. Этой точки зрения часто не хватает сторонникам криптовалют. Власти должны тщательно взвесить все “за” и “против”. Далее в документе говорится следующее.

Трудно понять, как власти могли принять решение о запрете бензиновых автомобилей в течение переходного периода, но закрывать глаза на активы типа Bitcoin, построенные на технологии PoW, с показателями энергопотребления в масштабах страны и ежегодными выбросами углерода, которые в настоящее время сводят на нет прошлую и целевую экономию парниковых газов в большинстве стран еврозоны.

Это особенно актуально, учитывая, что существует альтернативная, менее энергоемкая технология блокчейна. Чтобы продолжить аналогию с автомобилем, у государственных органов есть выбор: стимулировать крипто-версию электромобиля (PoS и его различные механизмы консенсуса на блокчейне) или ограничить или запретить крипто-версию автомобиля на ископаемом топливе (механизмы консенсуса на блокчейне PoW). Таким образом, хотя нейтральный подход со стороны государственных органов возможен, он крайне маловероятен, и вероятны политические действия со стороны властей.

Крайне маловероятно, что инвестиции в активы, основанные на PoW, могут быть частью инвестиционной стратегии ESG (Environmental, Social and corporate Governance - экологическое, социальное и корпоративное управление). Даже так называемый зеленый крипто-майнинг вытеснил бы другие, вероятно, более продуктивные виды использования возобновляемых источников энергии.

Нравится нам это или нет, но мы не думаем, что власти будут удовлетворены аргументом о том, что майнинг PoW может перейти на зеленую энергию. Мы должны учитывать, что Bitcoin - не единственный проект PoW, и в будущем могут появиться новые. Чтобы определить общее негативное воздействие майнинга PoW на окружающую среду, нам необходимо суммировать энергопотребление всех существующих проектов. Власти не могут предоставлять льготы для одного проекта и запрещать другие. Если существует экологичная альтернатива PoW, то это справедливый аргумент в пользу того, что люди должны использовать более экологичную технологию.

С нашей точки зрения, люди должны выбирать сами, что они хотят использовать. Власти должны уважать выбор людей, а не ограничивать его. С другой стороны, осведомленность о криптовалютах сегодня низка среди массового населения, а высокое энергопотребление Bitcoin подвергается критике со стороны экспертов и широкой общественности. Неправда, что все, кто понимает Bitcoin, обязательно соглашаются с его высоким энергопотреблением. Население всегда будет разделено во мнениях, и сомнительно, как власти должны подходить к этому, поскольку в их должностные обязанности входит учитывать мнения обоих лагерей и принимать решения в пользу большинства.

Мы считаем, что консенсус PoW имеет смысл, если проблема сокращения бюджета на безопасность будет каким-то образом решена. Построение сетевой безопасности на предположении, что стоимость монет будет расти бесконечно, не имеет особого смысла. Интересна концепция полезности PoW, когда вычислительная мощность используется для решения реальной проблемы. PoW может сыграть значительную роль в обеспечении безопасности блокчейн сетей, но сомнительно, будет ли это в той форме, в которой в настоящее время использует Bitcoin.

Вывод

Мы понимаем, что люди эгоистично отстаивают свои собственные инвестиции в первую очередь, поэтому они чувствуют необходимость игнорировать потребности других людей, у которых нет интереса в игре. В крипто сообществе до сих пор не было рациональных и открытых дебатов на тему чрезмерного потребления электроэнергии. Мы предполагаем, что этого и не будет, потому что разные сообщества враждебно настроены друг к другу и не желают принимать аргументы другой стороны. Все окутано ложной идеологией. Честно говоря, мы не удивлены, что власти взялись за этот вопрос и чувствуют необходимость принять решение. Нам не нравится возможный запрет на PoW, но мы понимаем аргументы из документа, который был опубликован ЕЦБ.

Если мы в состоянии создать более экологичную технологию, у нас есть моральное обязательство использовать ее. Никто не хочет жить в городах, полных опасных испарений, которые сократят нашу жизнь. С ограничениями выбросов для двигателей внутреннего сгорания мы можем жить намного лучше в городах. Необходимость использования более экологически чистых технологий актуальна и отвечает интересам всех людей. Децентрализованные деньги и услуги имеют смысл, но не ценой принесения в жертву нашей планеты. В прошлом мы часто пренебрегали окружающей средой и до сих пор пренебрегаем ею. Сейчас почти весь мир пытается изменить это, и блокчейн индустрия не может получить особое исключение.

Если вы хотите посмотреть текущее энергопотребление Cardano и Bitcoin и сравнить его, вы можете воспользоваться Cexplorer, который регулярно обновляет данные.

// От переводчика: для получения дополнительных переведенных на русский язык статей о Cardano посетите русскоязычный раздел на форуме Cardano. Видеоролики о Cardano на русском можно найти на YouTube канале нашего замечательного амбасадора Тимура Сахабутдинова, а также на канале Чарльз Хоскинсон на русском. Хотите поговорить или задать вопрос о Cardano по-русски? Приглашаем вас в наше уютное сообщество в Telegram. Оставайтесь на связи, все только начинается!