Przez cały rok 2020 światowa społeczność przeżywała jeden z najbardziej niesprzyjających okresów w ostatniej dekadzie, kiedy pandemia Covid-19 zmusiła zarówno firmy, jak i prywatne osoby do czasowej zmiany normalnego trybu życia.
(Artykuł w oryginale napisany przez @ElliotHill z Cardano Foundation World computers that don’t cost the Earth)
Koncentrując się na walce z wirusem, łatwo jest zapomnieć, że jedno z największych wyzwań, przed którymi wspólnie stoimy, wciąż jest tak samo istotne, jak zawsze - zmiany klimatu, zniszczenie środowiska i utrata naturalnych siedlisk zwierząt i roślin.
Firmy technologiczne, a zwłaszcza te z i tak już mocno rozproszonej przestrzeni blockchain, były dobrze przygotowane do radzenia sobie z nowymi środowiskami pracy narzuconymi przez ograniczenia Covid-19 - ale czy możemy być równie innowacyjni w naszym podejściu do światowego kryzysu środowiskowego?
Za każdą stroną internetową, aplikacją, wyszukiwarką lub transakcją kryptowalutową kryje się ogromna ilość fizycznej infrastruktury obliczeniowej i pamięci masowej, z których wszystkie wymagają mocy do działania i utrzymania. Ten ukryty koszt środowiskowy technologii został wielokrotnie zwiększony przez wczesne protokoły blockchain, które wykorzystują moc obliczeniową do osiągnięcia konsensusu (proof of work).
W poniższym artykule prezentujemy, w jaki sposób łańcuchy bloków typu Proof of Stake (PoS) zmieniają zielone oblicze branży, przyjrzymy się, jak ulepszenie mechanizmów konsensusu może zmniejszyć wpływ blockchaina na środowisko, oraz zbadamy nowe sposoby wzmocnienia ochrony środowiska i zrównoważonego rozwoju dzięki technologii rozproszonych rejestrów (DLT).
Co rozumiemy przez „komputer świata”?
Koncepcja „komputera świata” została po raz pierwszy użyta do opisania łańcucha blokowego Ethereum, ale można ją szerzej zastosować w całych samodzielnych protokołach blockchain. Zasadniczo komputer światowy to rozproszona księga prowadzona przez wiele zdecentralizowanych węzłów i uczestników na całym świecie.
W ten sposób żaden pojedynczy uczestnik nie kontroluje sieci, a protokół może być używany przez wielu w sposób sprawiedliwy i zrównoważony - przynajmniej w teorii. Możesz przeczytać więcej o ewolucji technologii blockchain w naszym wcześniejszym artykule.
W Fundacji Cardano pozycjonujemy blockchain Cardano jako rozproszony społeczno-finansowy system operacyjny, który jest koncepcją podobną do komputera świata. Po Shelley jesteśmy już na dobrej drodze do pełnej decentralizacji blockchaina Cardano.
W rezultacie jest to dobry czas na zastanowienie się nad szerszymi korzyściami, zarówno środowiskowymi, jak i społeczno-ekonomicznymi, które kierowały rozwojem Cardano.
Blockchain dla zrównoważonego rozwoju
Stworzenie odpowiedniego konsensusu ma kluczowe znaczenie dla zrównoważonego rozwoju i skalowalności, ale to tylko jeden ze sposobów, w jaki możemy zredukować nasz wpływ na środowisko na poziomie protokołu. Jako branża musimy teraz pomyśleć o tym, jak promujemy pozytywne zmiany środowiskowe i społeczne w szerszym kontekście.
Opieka nad środowiskiem i wzmocnienie pozycji społeczności niedostatecznie rozwiniętych zawsze były głównymi obszarami zainteresowania Fundacji Cardano, a właściwie każdego uczestnika ekosystemu Cardano.
Na przykład nasi partnerzy ekosystemu, IOHK, niedawno ogłosili swój udział w wyzwaniu hackathonowym wraz z Organizacją Narodów Zjednoczonych, aby zbadać, w jaki sposób kontrakty finansowe Marlowe mogą przyczynić się do osiągnięcia celów zrównoważonego rozwoju wg ONZ. Fundacja Cardano również wspiera te cele poprzez naszą współpracę z wieloma krajami w Afryce oraz poprzez analizę potencjalnych partnerstw branżowych.
Oczekujemy, że gdy tokenizacja, zdecentralizowane aplikacje i inteligentne kontrakty staną się dostępne za pośrednictwem Goguen, z zadowoleniem przyjmiemy i będziemy wspierać wiele projektów wykorzystujących technologię łańcucha bloków Cardano do ochrony środowiska - takich jak śledzenie pochodzenia surowców, wydawanie kredytów węglowych i nie tylko.
Zużycie energii w ramach konsensusu proof of work (PoW)
Główną krytyką mechanizmów konsensusu PoW, zwłaszcza ze strony osób spoza branży blockchain, jest brak zrównoważenia środowiskowego w zakresie zużycia energii. Wynika to z dużej ilości mocy mieszania (hashrate) lub mocy obliczeniowej koniecznej w celu rozwiązania problemów kryptograficznych wymaganych do walidacji nowych bloków.
Oczywiście, jako najpopularniejszy i najdłużej działający blockchain, znaczna część tej krytyki została skierowana na Bitcoina. Krótkie wyszukiwanie w Google ujawnia wiele artykułów informacyjnych porównujących zużycie energii przez sieć Bitcoin ze zużyciem energii w całych krajach, a te szacunki wydają się rosnąć z roku na rok.
Na przykład w maju 2018 badacz technologii blockchain i ekonomista Alex de Vries ujawnił, że sieć Bitcoin zużywa rocznie tyle samo energii co Irlandia, 66. kraj na świecie pod względem zużycia energii. W kwietniu 2019 roku, zaledwie rok później, de Vries zrewidował te szacunki, porównując zwiększone zapotrzebowanie na energię sieci Bitcoin z zapotrzebowaniem Szwajcarii - 44. największego kraju na świecie pod względem zużycia energii.
Weźmy również pod uwagę, że sieć Bitcoin jest tylko jednym z protokołów, które wykorzystują moc wydobywczą i PoW, aby osiągnąć konsensus, i łatwo jest przypuszczać, że PoW jest niezrównoważonym podejściem do konsensusu, jeśli chcemy skalować blockchain na całym świecie, nie siejąc spustoszenia w środowisku.
To z pewnością złożony temat. Niektórzy eksperci mogą argumentować, że PoW nadal zużywa znacznie mniej energii niż wydobywanie metalu i pozyskiwanie drzew do procesu wybijania monet lub drukowania pieniędzy fiducjarnych na całym świecie, i w ten sposób nawet kryptowaluty oparte na PoW mogą stać się bardziej zrównoważonymi środkami wymiany fiducjarnej, jeśli będą zostały przyjęte na całym świecie.
Jednak funkcjonalność rozproszonych rejestrów wykracza teraz daleko poza proste wartości, a łańcuchy bloków mają potencjał, aby stać się prawdziwie społecznymi i finansowymi systemami operacyjnymi bez granic.
Jeśli ten potencjał ma zostać uwolniony, musimy zbadać sprawdzone metody osiągania konsensusu, które nie wymagają wydatkowania dużych ilości mocy. Podobnie jak w przypadku Cardano, oznacza to przyjęcie mechanizmów konsensusu PoS. Zastanówmy się, dlaczego konsensus PoS jest lepszy pod względem środowiskowym niż PoW.
Zużycie energii w konsensusie PoS
Dogłębnie przeanalizowaliśmy różnice między konsensusem PoW i PoS w naszym poprzednim artykule „Konsensus Cardano a inne blockchainy”, ale przyjrzyjmy się bliżej, dlaczego PoS jest lepszy pod względem oszczędzania energii.
Z założenia łańcuchy bloków PoS wymagają znacznie niższej mocy obliczeniowej, a tym samym mniejsze zapotrzebowanie na energię niż łańcuchy bloków PoW. Kiedy protokół Ouroboros został po raz pierwszy wprowadzony przez naukowców z IOHK w 2017 r., jednym z kluczowych celów było zaprojektowanie konsensusu, który oferowałby podobne gwarancje bezpieczeństwa co PoW, ale wymagałby znacznie mniej energii.
Zamiast inwestować zasoby obliczeniowe w celu wzięcia udziału w procesie wyboru lidera, jak w przypadku Bitcoina i innych łańcuchów bloków PoW, operatorzy stake pooli w Cardano polegają na protokole Ouroboros, który losowo wybiera lidera w celu sprawdzenia nowych bloków. Ci liderzy slotów są wybierani z aktywnych stake pooli w łańcuchu bloków Cardano, proporcjonalnie do stawki, jaką posiada każda pula zgodnie z bieżącą wartością zapisaną na blockchainie. W ten sposób Cardano skaluje się poziomo poprzez dodanie nowych pooli, a nie pionowo, jak łańcuchy bloków PoW, które wymagają większej mocy mieszania.
To neguje potrzebę energochłonnego wydobycia, jak w protokołach PoW, co jest jedną z kluczowych barier dla skalowalności i przyjęcia technologii blockchain. Protokół Ouroboros jest tak energooszczędny, że można uruchomić węzeł Cardano na prostym mikrokomputerze RockPi, który zużywa zaledwie 15–18 watów.
Dlatego konsensus w sprawie łańcucha bloków Cardano za pośrednictwem Ouroboros został oszacowany jako ponad cztery miliony razy bardziej energooszczędny niż protokół Bitcoina - liczba, która sprawia, że Cardano naprawdę zasługuje na to, aby stać się globalnym społecznym i finansowym systemem operacyjnym.
Możesz przeczytać więcej o protokole Ouroboros i zaangażowaniu Cardano w ochronę środowiska na Cardano.org. Jeśli chcesz zaangażować się w tworzenie rozwiązań na blockchainie Cardano, zarejestruj się na naszej liście oczekujących na portalu dla programistów tutaj: https://cardanofoundation.hubspotpagebuilder.com/cardano-developer-portal.
//
Po więcej artykułów o Cardano po polsku zapraszamy do 
polskiej sekcji na forum Cardano . Serię filmów o historii Cardano, podstawach działania sieci i aktualizacjach opublikował Andrzej z kanału Dzienna Dawka Dyskomfortu. Chcesz porozmawiać, zapytać o Cardano po polsku? Odwiedź naszą społeczność na Telegramie, profil @CardanoPolska na Twitterze oraz Facebooku.