Blokklánc algoritmusokkal és platformokkal kapcsolatban a fenntarthatóságot többféleképpen is értelmezhetjük. Jelen cikkünkben a blokklánc és fenntarthatóság témakört elemezzük két viszonylag különböző mégis a fenntarthatósághoz kapcsolódó megközelítésből.
Aki már hallott a Bitcoin hálózat energia igényéről jogosan gondolhatja, hogy a rendszer elég messze van mindentől, amit akár fenntarthatónak, akár környezetvédelmi szempontból előnyösnek tekinthetünk. Ugyanakkor ez az energiaigény nem feltétlenül ilyen jelentő más platformoknál. Másrészt, az elmúlt pár évben számos kezdeményezés született fenntarthatósági vagy környezetvédelmi problémák megoldására decentralizált alkalmazásokkal.
A konszenzus algoritmusok energiaigénye
A decentralizált platformok egyik legfontosabb alkotóeleme a konszenzus mechanizmus.
Konszenzus mechanizmus
A konszenzus mechanizmus felelős azért, hogy a rendszer mindig egységes állapotban legyen, az összes csomópont ugyanazt az információt tartalmazza. Más oldalról megközelítve egy új tranzakció létrehozásakor a konszenzus mechanizmus feladata, hogy az egész rendszer egy egységes állapotot érjen el: vagy mindegyik csomópont érvényesnek találja a tranzakciót, vagy mindegyik csomópont érvénytelennek.
Nyilvános blokklánc algoritmusoknál a konszenzus algoritmus megvalósítása különösképpen nehéz lehet. Ilyen rendszereknél mindig lehetőség van az úgynevezett sybil támadásra, ahol egy külső támadó nagyszámú meghackelt csomópontot hoz létre és ezzel próbálja meg befolyásolni a rendszer konszenzusát. Éppen ezért ilyen rendszerekben nem a csomópontok száma alapján történik a konszenzus algoritmus, hanem valamiféle egyéb közgazdasági értelemben vett szűkös, vagy drága erőforrás alapján.
Kezdeti konszenzus algoritmusok ezt az erőforrást számítási kapacitással valósították meg (Proof of Work). Mivel az ilyen konszenzusban résztvevő szereplők egymással versenyeznek és ráadásul piaci alapon, a rendszer és konszenzus fenntartásához teljes számítási kapacitás akár extrém nagyra is nőhet.
A Bitcoin konszenzus fenntartásához szükséges számítási kapacitás. Forrás: Blockchain.com
A helyenként extrém módon megnövekedett számítási kapacitásnak természetesen jelentős energiafogyasztása van, ami nem hat pozitívan se a fenntarthatóságra, se a környezetre. Ezt az energiafogyasztást explicit módon mérni elég nehéz, azonban becsülni lehet kétféleképpen is.
- Az úgynevezett alulról felfelé való becslésnél (bottom up) részletesen megbecsülik a számítási hardver energiafogyasztását, hűtését, illetve előállítási energiaigényét.
- A másik, úgynevezett felülről való becslésnél (top down) azt veszik figyelembe, hogy a konszenzusban résztvevő szereplők a tevékenységükért valamiféle profitot, jutalmat kapnak. Tekintve, hogy sok szereplő van a piacon és a piaci verseny elég jelentős, a résztvevők csak egy becsült normál profitot realizálhatnak, és minden más direkt vagy indirekt energiaköltségnek tekinthető.
Akárhogy is számoljuk azonban a teljes energiamennyiség jelentős.
A Bitcoin hálózat energiafogyasztása országonként. Forrás: Bitcoin
Szerencsére azonban a Bitcoin konszenzus mechanizmusa pusztán csak a legelső működő mechanizmus volt, de szinte biztos, hogy nem az utolsó. Számos kutatás és fejlesztés fókuszál arra, hogy hatékonyabbá, gyorsabbá és kevesebb energiával működővé tegye.
- Egyik megoldásnál például a kritikus erőforrás, ami részt vesz a konszenzusban nem a számítási kapacitás, hanem közvetlenül egy kriptovaluta. Ilyen, úgynevezett proof of stake rendszerekben a csomópontok lekötnek egy adott mennyiségű kriptovalutát, ami elveszik, ha kiderül, hogy megpróbálták meghackelni a rendszert.
- Egy másik megközelítésben bár az alap konszenzus mechanizmus fenntartásához számítási kapacitás szükséges, a tranzakciók nagy része nem közvetlenül a blokkláncon fut. Az ilyen, úgynevezett második rétegű skálázási technológiáknál tipikusan minden pár századik tranzakció fut a blockkláncon, így a teljes rendszer hatékonysága javul.
Összességében elmondható, hogy a konszenzus mechanizmusok területe egy nagyon aktívan kutatott terület.
Még akkor is, ha a jelenleg legjobban elterjedt megoldás energiaigénye jelentős, nagy valószínűséggel a jövőbeli blokklánc platformoknál ez nem lesz probléma.
Decentralizált fenntarthatósági alkalmazások
A másik oldalról nézve a területet, számos kezdeményezés található fenntarthatósági és környezetvédelmi problémák blokklánccal való támogatására. Természetesen ezeknek a kezdeményezéseknek a többsége még előkészítő vagy kísérleti fázisban van, ezért túlságosan korai még következtetéseket levonni.
A blokklánc fenntarthatósági alkalmazásait a következő nagy kategóriákra oszthatjuk:
“Zöld” energia elosztása:
A blokklánc alkalmazások egyik köre a lokálisan termelt “zöld” energia optimális elosztásáért felelős. Tegyük fel, hogy egy lokális közösségben egyes lakók napelemet installálnak, és energia túltermelés esetén a többlet energiát megosztják a szomszédokkal. A blokkláncot alkalmazzuk ebben az esetben az elosztott energia pontos és automatikus nyilvántartására.
Technikailag a blokklánc technológia – az első alkalmazásoknál tipikusan Ethereum – integrálódik a lokális energiát mérő egységekkel úgynevezett smart meter-t hozva létre.
“Zöld” energia elosztás lokális piacon. Forrás: Microgridknowledge.com
Ellátási láncok transzparenciája:
A fenntarthatósági alkalmazások következő nagy területe az értékteremtő folyamatok és ellátási láncok transzparenciáját próbálja javítani. Az első alkalmazási példák az élelmiszertermelés és élelmiszer elosztás területéről érkeznek, ahol különösen fontos lehet egy élelmiszertermék teljes életútjának és alapanyagainak precíz nyomonkövetése.
Például ha kiderül, hogy egy termelő területen káros anyaggal permeteztek, az összes direkt vagy indirekt módon érintett termék visszavonható.
A technológia lehetőséget ad arra is, hogy bizonyos tulajdonságokat az ellátási láncon aggregáljunk és termékekre vetítve megjelenítsük.
Például így meg lehet mondani egy élelmiszertermékről, hogy az egész termelési láncra vetítve csak növényi alapanyagokból készült, nem tartalmaz glutént stb.
A közvetlenül élelmiszerekhez kapcsolódó tulajdonságokon kívül egyéb fenntarthatósági paramétereket is lehet mérni és aggregálni az ellátási láncon,
például károsanyag kibocsátás vagy éppen a felhasznált újrahasznosított anyagok aránya.
Motivációs rendszerek:
A blockchain alapú motivációs rendszerek általában valamiféle környezettudatos tevékenységet jutalmaznak. Egy klasszikus példa, ha újrahasznosítható alapanyagok gyűjtéséért és visszavételéért valamiféle token jutalomban részesülünk.
A környzettudatos tevékenység lehet üvegvisszaváltás, plasztik szemét gyűjtése vagy éppen olyan szolgáltatások vásálása, amelyek általános környezeti hatása valamilyen értelemben véve pozitív. A motiváló token megvalósítása is különbözőképpen történhet. Működhet úgy, mint egy gyűjthető token, lehet valamiféle helyi valuta, amivel különböző speciális termékeket lehet megvásárolni, de lehet egy teljes értékű kritpovaluta is.
Konklúzió
Számos egyéb fenntarthatósági blokklánc alkalmazási ötletet lehet még felsorolni. Ilyen például a cégeket minősítő transzparens “zöld” pont rendszer, vagy egy a jótékonysági pénzáramlásokat nyomonkövető transzparens blokklánc alapú könyvelés.
Természetesen még nem látható pontosan, melyik lesz az adott terület legjobban működő alkalmazása. Komoly esélyt látunk azonban arra, hogy
transzparens globális blokklánc rendszerekkel és decentralizált automatizált alkalmazásokkal sok fenntarthatósági probléma jobban megoldható lesz, mint a jelenlegi szisztémában, amiben általában rövid távú pénzügyi döntések és egyéb helyi érdekek dominálnak.
A szerző további cikkei:
Cover fotó: journal.binarydistrict.com