Το δίκτυο Bitcoin καίει μεγάλη ποσότητα ενέργειας για εξόρυξη.Σε αυτή την εργασία, εκτιμούμε το κατώτατο όριο για το παγκόσμιο ενεργειακό κόστος εξόρυξης για μια περίοδο 10 ετών από το 2010 έως το 2020, λαμβάνοντας υπόψη τις αλλαγές στο ενεργειακό κόστος, τις βελτιώσεις στις τεχνολογίες κατακερματισμού και τη δραστηριότητα κατακερματισμού.Εκτιμούμε το κόστος ενέργειας για την εξόρυξη Bitcoin χρησιμοποιώντας δύο μεθόδους: τις τιμές του αργού πετρελαίου Brent ως παγκόσμιο πρότυπο και τις περιφερειακές βιομηχανικές τιμές ηλεκτρικής ενέργειας που σταθμίζονται με το μερίδιο της δραστηριότητας κατακερματισμού. Παρά την αύξηση κατά 10 δισεκατομμύρια της δραστηριότητας κατακερματισμού και την αύξηση κατά 10 εκατομμύρια της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας, διαπιστώνουμε ότι το κόστος σε σχέση με τον όγκο των συναλλαγών δεν έχει αυξηθεί ούτε μειωθεί από το 2010. Αυτό συνάδει με την άποψη ότι, προκειμένου να διατηρηθεί το σύστημα Blockchain ασφαλές από επιθέσεις διπλής δαπάνης, η απόδειξη ή η εργασία πρέπει να κοστίσει ένα αρκετά μεγάλο κλάσμα της αξίας που μπορεί να μεταφερθεί μέσω του δικτύου. Εκτιμούμε ότι στο δίκτυο Bitcoin αυτό το κλάσμα είναι της τάξης του 1%.
Συζήτηση και συμπεράσματα
Η απόδειξη της εργασίας επιτρέπει σε ένα δίκτυο ανώνυμων και αναξιόπιστων μερών να λειτουργούν μαζί χωρίς κεντρικό έλεγχο από τις αρχές. Είναι ένα ισχυρό εργαλείο για να κρατήσει ένα κατανεμημένο σύστημα ασφαλές από κακόβουλες επιθέσεις. Ωστόσο, έχει υψηλό κόστος. Εκτιμούμε ότι επί του παρόντος τουλάχιστον ένα δισεκατομμύριο δολάρια ΗΠΑ ετησίως καίγεται από το δίκτυο Bitcoin για την απόδειξη της εργασίας. Το ποσό αυτό αντιστοιχεί σε αύξηση ενός εκατομμυρίου φορές σε σχέση με το κόστος το 2010. Ωστόσο, αν και μεγάλο, το ποσό αυτό είναι <0,5% του όγκου συναλλαγών μέσω του δικτύου κατά την ίδια περίοδο.
Χρησιμοποιώντας δεδομένα από το 2009 έως το 2020, αυτή η εργασία ποσοτικοποιεί το κατώτατο όριο για το ενεργειακό κόστος της εξόρυξης Bitcoin και εξετάζει τη σχέση μεταξύ αυτού του ορίου με τη συνολική αξία των συναλλαγών με την πάροδο του χρόνου. Αποκαλύπτουμε ότι η αναλογία μεταξύ του κόστους εξόρυξης και του συνολικού όγκου συναλλαγών δεν αυξήθηκε ούτε μειώθηκε τα τελευταία 10 χρόνια, παρά το γεγονός ότι η δραστηριότητα εξόρυξης Bitcoin αυξήθηκε κατά δέκα δισεκατομμύρια φορές κατά την ίδια περίοδο. Μια τέτοια συνολική σταθερή αναλογία είναι σύμφωνη με ένα επιχείρημα, που εισήγαγε ο Aste (2016), υποδηλώνοντας ότι μια τέτοια αναλογία πρέπει να είναι ένα αρκετά μεγάλο κλάσμα του όγκου συναλλαγών και αντιστοιχεί στο ελάχιστο κλάσμα που ένας εισβολέας πρέπει να διπλασιάσει για να αποκομίσει κέρδος (η ποσότητα p στην Εξίσωση 2). Υποθέτοντας το προεπιλεγμένο βάθος μπλοκ N = 6 στην Εξίσωση (2) και χρησιμοποιώντας τη μέση τιμή των τελευταίων 3 ετών για το κλάσμα Ct/Vt στο ~ 0,3%, λαμβάνουμε ότι η απόδειξη της εργασίας του Bitcoin προστατεύει από μια επίθεση διπλής δαπάνης τουλάχιστον ένα κλάσμα γύρω στο p ~ 1,5% του παγκόσμιου όγκου συναλλαγών. Αυτό το αποτέλεσμα δείχνει ότι οι επιθέσεις που αναπαράγουν περισσότερο από το ~ 1,5% του όγκου συναλλαγών θα μπορούσαν να είναι κερδοφόρες για τον επιτιθέμενο, επειδή το κόστος της ενέργειας που δαπανάται για την επίθεση θα είναι χαμηλότερο από το κέρδος από την επίθεση. Αυτή είναι μια κατώτατη εκτίμηση που ρεαλιστικά θα μπορούσε να είναι μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερη εάν συμπεριληφθούν όλα τα επιπλέον κόστη, εκτός από το κόστος ισοδύναμου πετρελαίου της εξορυκτικής ενέργειας.
Θα μπορούσαμε επομένως να συμπεράνουμε ότι στο δίκτυο Bitcoin το κόστος απόδειξης της εργασίας δεν είναι καθόλου υψηλό. Αντίθετα, είναι στην πραγματικότητα πολύ χαμηλό για να προστατευθεί από επιθέσεις διπλών δαπανών. Ωστόσο, η απόδειξη της εργασίας δεν είναι ο μόνος μηχανισμός που παρέχει προστασία του δικτύου Bitcoin. Το σύστημα εξαρτάται επίσης από τα υψηλά εμπόδια εισόδου όσον αφορά το κόστος υλικού και εγκαταστάσεων εξόρυξης. Επιπλέον, η αξία του Bitcoin βασίζεται στην εμπιστοσύνη της κοινότητας, οπότε μόλις εντοπιστεί μια επίθεση πλειοψηφίας, η αξία του Bitcoin είναι πιθανό να καταρρεύσει μαζί με τα πιθανά κέρδη του εισβολέα. Αυτό σημαίνει ότι για να ξεκινήσει μια επίθεση πλειοψηφίας στο Bitcoin, ο εισβολέας όχι μόνο θα πρέπει να επενδύσει σημαντικές ποσότητες ενεργειακών πόρων για να κερδίσει πάνω από το 50% της ισχύος κατακερματισμού, αλλά θα πρέπει επίσης να αποδεχτεί ότι πολλά από τα κόστη υλικού που προκύπτουν είναι απίθανο να ανακτηθούν λόγω της αδυναμίας των εξειδικευμένων ASIC να επαναχρησιμοποιηθούν για άλλες χρήσεις εκτός από την εξόρυξη κρυπτονομισμάτων και ότι ακόμη και αν η επίθεση ήταν επιτυχής, η αξία του Bitcoin θα κατέρρεε τόσο γρήγορα που θα υπήρχε μικρό οικονομικό κέρδος. Τέλος, μια επίθεση που περιλαμβάνει ένα μεγάλο μέρος του όγκου του Bitcoin πιθανότατα θα εντοπιστεί από το δίκτυο πριν από την ολοκλήρωσή της.
Τα κατανεμημένα συστήματα και τα Blockchains μπορούν να ασφαλιστούν μέσω πολλών άλλων μηχανισμών που δεν απαιτούν υπολογιστικά εντατική απόδειξη εργασίας. Πράγματι, η απόδειξη της εργασίας είναι ένας μηχανισμός που εισήχθη για την παραγωγή ψηφοφόρων με προσόντα σε ένα σύστημα ανώνυμων αναξιόπιστων κομμάτων. Οποιοσδήποτε μηχανισμός που μπορεί να επαληθεύσει την ταυτότητα των ψηφοφόρων ή που μπορεί με οποιονδήποτε άλλο τρόπο να αποφύγει τις ανεξέλεγκτες επαναλήψεις των ψηφοφόρων μπορεί να μειώσει ή να εξαλείψει εντελώς το κόστος και ακόμη και την ανάγκη απόδειξης εργασίας. Ωστόσο, αυτοί οι άλλοι μηχανισμοί πρέπει να χαλαρώσουν και ορισμένες άλλες ιδιότητες, όπως η ανωνυμία, η διαφάνεια ή η ισότιμη κατανεμημένη επαλήθευση.
Αυτό το άρθρο προέρχεται από μετάφραση του άρθρου: The Cost of Bitcoin Mining Has Never Really Increased από τα αγγλικά, και δημοσιεύεται με βάση την άδεια CC BY 4.0 Attribution 4.0 International Creative Commons.
Διαβάστε επίσης:
CRYPTOS: Πώς γίνεται η εξόρυξη του bitcoin
Η εξόρυξη Bitcoin έχει ανακάμψει πλήρως από την κινεζική απαγόρευση