A kriptovaluták és a mögöttes blokklánc technológiával szemben az első számú kritika – és egyben a legnagyobb hátrány is -, hogy az üzemeltetés hatalmas mennyiségű energiát igényel. Ráadásul az energiafelhasználás a technológia növekvő népszerűségével exponenciálisan nő.

A cikk szerzője a digitális innovációval és termékfejlesztéssel foglalkozó Canecom alapítója, Kubatov Márk. A cikk a “Kalandozások a blockchain világában” c. új webinárium sorozat első előadásán elhangzottakat is tartalmazza. A webinárium előadásai a regisztrálók számára visszanézhetők. Regisztrálni itt lehet. 

Néhány megdöbbentő adat:

• A kriptovaluta bányászat évente több energiát igényel, mint egy kisebb ország, például Új-Zéland, vagy Magyarország energiafelhasználása.
• A Bitcoin bányászat 7x több villamos energiát fogyaszt, mint a Google teljes globális működése.
• Egyetlen bitcoin kibányászásának költsége megegyezik egy átlagos háztartás több éves (9-12 év) villamosenergia költségével.
• Nem csak a széndioxid kibocsátásról van szó. A legújabb, legerősebb bányászatra alkalmas berendezések beszerzése hatalmas elektronikus-hulladék problémát is okoz: a Bitcoin önmagában több elektronikus hulladékot termel, mint a legtöbb középméretű ország.

Jelenleg a technológia széleskörű elterjesztésében szűk keresztmetszet jelentkezik, tekintve hogy a szén-dioxid kibocsátást és a környezeti hatást csak marginális mértékben ellensúlyozza az általa elért fejlődés.

Mining, forging, minting… Mi a helyzet?

A bányászatot gyakran úgy emlegetik, mint egy igazán bonyolult “Cryptographic Hash Puzzles” megoldását, azaz úgy képzelik el, mint nehéz matematikai problémák megoldását. Erősen ajánlom minden érdeklődőnek, hogy fussa át ezt a cikket, sokkal jobb analógiát ajánl a megértéshez.

Tranzakciók validálása: mondhatjuk, ez egy globális tippjáték, amely a nyerteseket – ma már elég sokat érő – bitcoinnal jutalmazza. A nyertesek valójában a háttérben tranzakciókat validálnak. Ha beírsz egy szabványos Bitcoin blokkot (tranzakciót) a nyilvános főkönyvbe, akkor 6,25 újonnan bányászott Bitcoinnal jutalmaznak, amelyek egyenként kb 40.000 dollárt érnek (persze, az az ár nagyban változik, attól függően, mikor olvasod a cikket.)

Minél nagyobb számítógép kapacitásod van, annál több tippet tudsz beadni a játékba, ami persze növeli a nyerési esélyeid. A Bitcoin hálózatot úgy tervezték, hogy a találgatás nehezebbé váljon, ahogy egyre több bányász csatlakozik. Ez még inkább megnöveli a gyors, teljesítmény-éhes számítógépek iránti keresletet. A Bitcoin hálózat úgy került megtervezésre, hogy minden egyes alkalommal átlagosan 10 perc, amíg valaki megnyer egy kört. Ne felejtsük, van egy kőkemény felső határ; a teljes Bitcoin készlet 21 millió.

(Valójában, a beépített nehézségek miatt a Bitcoin az egyetlen olyan eszköz, amely valóságos rögzített és meghatározott szállítási ütemezéssel rendelkezik – de ez teljes más történet.)

Tehát, annak ellenére, hogy 10 percenként keletkezik egy-egy újabb bitcoin, ésszerű becslés szerint a legtöbb, a bitcoint széles körben bányászó – felhasználó számára is átlagosan 30 napot vesz igénybe egyetlen bitcoin kibányászása. Bár a bitcoin bányász szoftver ingyenes, óriási költségek merülnek fel mind hardver (application-specific-integrated circuit – ASIC) mind áramköltségek tekintetében. A speciális bányász eszközök néhány száz dollártól 10 000 dollárig terjedő összegbe is kerülhetnek.

A bányászati berendezések emellett nagyon energiaéhesek. Attól függően, hogy egy bányász tartózkodási helyén mennyibe kerül az áram, egy bitcoin kibányászása egy hónap alatt akár 73 000 dollárba is kerülhet. A költségek csökkentésének bevett módja, ha csatlakozol egy bányász poolhoz, amely több bányász tulajdonában lévő hardver számítási teljesítményét hasznosítja. Ennek hátránya, hogy minden egyes bányász csak egy kis részt kap az egyes bányászott bitcoinokból.

De miért csináljuk, ha ennyire energiaigényes?

Néha nagyon nehéz szétválasztani a kriptopénzt és a blokkláncot, mivel a két fogalom nagymértékben összefonódik. A legérdekesebb blokklánc felhasználási esetek némelyikének valójában semmi köze a kriptókhoz. A Bitcoin volt vitathatatlanul az első széles körben sikeres digitális valuta, amely kormányzati, bank, hitelkártya-hálózat vagy más, a tranzakciókat ellenőrző közvetítő nélkül is működhetett.

Ahhoz, hogy működhessen, olyan új technológiára volt szükség, amely nyilvános, megváltoztathatatlan főkönyvet tudott biztosítani.

A blokklánc technológia hosszú utat járt be, ma már több ezer új “alt coin” létezik, és azt is felismertük, hogy ez az elosztott technológia rengeteg dologra használható, még az internet forradalmasítására és az úgynevezett web3.0 létrehozására is.

Mindez néhány dolog kombinációja révén jöhet létre:

• A blokkok hash-ekkel történő összekapcsolása, amely lényegében létrehozza a blokkok láncolatát.
• Az anti sybil mechanizmus, amely megakadályozza a blokk hash-ek könnyű megváltoztatását.
• Az új blokkok jóváhagyására használt konszenzus mechanizmus.

A három fő elem közül az anti sybil mechanizmus az, ami leginkább felelős a magas energiafogyasztásért. A PoW (Proof-of-Work) azért jött létre, hogy megakadályozza, hogy a felhasználók olyan extra koinokat nyomtassanak, amelyeket nem kerestek meg, vagy hogy kétszer költsék el azokat. Ha a felhasználók képesek lennének egynél többször elkölteni a megkeresett koinokat, az gyakorlatilag értéktelenné tenné a valutát. A legtöbb digitális pénznem esetében ez a probléma könnyen megoldható, mivel a rendszerért felelős bank nyomon követi, hogy ki mennyi pénzzel rendelkezik, de a kriptotérben nincs ilyen entitás.

A PoW már tárgyalt magas energiafelhasználásán kívül van még néhány probléma, ami ezt a módszert jellemzi. Így például:

• 51%-os támadások: ha egy bányász entitás képes lenne összegyűjteni a bányász hashrate-k 51 %-át, akkor átmenetileg figyelmen kívül hagyhatná a szabályokat és elkezdhetné duplán költeni a koinokat vagy blokkolni a tranzakciókat.
• Mining centralization (bányászati központosítás): A PoW a decentralizáció megteremtéséről szól, de a gyakorlatban a rendszer mégis némileg központosított, mivel mindössze három mining pool ellenőrzi a Bitcoin számítási teljesítményének közel 50 %-át. (Bár a fejlesztők igyekeznek legalább enyhíteni ezt a helyzetet.)

Tehát, a decentralizáció nevében fizetjük ezt a magas árat.

A Web 2.0-ban a számítógépek HTTP protokollokat használnak egyedi webcímek formájában az információk keresésére, amelyeket egyetlen helyen, általában egyetlen szerveren tárolnak. A Web 3.0-esetében ezzel szemben az információk keresése azok tartalma alapján történne és így azok egyszerre több helyen is tárolhatók lennének, a decentralizáció így valósulna meg.

Így válnának lebonthatóvá az olyan internetes óriások, mint a Facebook (ma már Meta) és a Google jelenleg birtokában lévő hatalmas adatbázisok és így lenne nagyobb kontroll adható a felhasználók kezébe.

Nem minden blokkláncot egyformán hoznak létre!

Ahogy a technológia fejlődött és rájöttünk, hogy az egyszerű Bitcoin adatblokk, amelyben csak a Feladó, a Címzett és Mennyiség van, sokkal kifinomultabb beállításokat is tartalmazhat, amelyek lehetővé teszik okosszerződések és a hálózat számítási teljesítményét kihasználó dAppok létrehozását.

A legismertebb blokklánc talán még mindig az Ethereum, amely jelenleg PoW algoritmust használ, de hamarosan áttér az új PoS (Proof of Stake) módszerre (Ethereum 2.0).

Számítások szerint ezzel a lépéssel 99,9 %-kal csökken az energiafogyasztás és így az egész hálózat sokkal zöldebb lesz.

Még egy lépéssel továbbmenve, ha például a blokkláncok jelentős állami infrastruktúrává válnak, különösen önkormányzati igazgatási területen láthatjuk majd, hogy a Proof of Stake (egy adott kriptopénz tulajdonjogát igénylő, tehát) “egy-dollár = egy-szavazat” vagy Proof of Work (bányász hardverek tulajdonjogát és használatát igénylő, tehát) “egy-CPU = egy-szavazat” beállítás nem lesz elegendő és

a demokratikus kormányzás érdekében olyan “egy személy= egy szavazat” protokollokat kell majd létrehozni, amelyek egyedi emberi identitásokat jeleznek (pl. Proof-of-Personhood protokollok).

Az alkalmazott mechanizmus a hálózat sebességét is befolyásolja:

• Bitcoin: 7 tranzakció másodpercenként
• Ethereum: 30 tranzakció másodpercenként (1.0 verzió)
• Visa: 1700 tranzakció/sec, de akár 24 000 tranzakcióig is skálázható
• Solana: 65 000 tranzakció másodpercenként

Az Ethereum és a Solana hálózat a támogató technológia és konszenzus mechanizmus tekintetében különböznek egymástól. A Solana a PoH (Proof-of-History) mechanizmust követi, amely a nagy sebességű és alacsony költségű tranzakciókat kínálja, ugyanakkor például az Ethereum még mindig egy érett és sokkal fejlettebb DeFi ökoszisztémát kínál.

Irányok és fejlemények

Főként a blokkláncok architektúra szintű fejlődését láthatjuk, pl. hogy hogyan csökkenthetik az új algoritmusok és mechanizmusok az ökológiai lábnyomukat, vagy hogy hogyan formálhatjuk a blokkláncokat specifikusabb feladatokra.

Ugyanakkor olyan fejlesztéseket is látunk, ahol a szolgáltatók megújuló energiára váltanak, például El Salvadorban a vulkánokból származó energiával bányásznak bitcoint, a Square 5 millió dollárt fektetett egy napenergiával működő bitcoin-bányász létesítménye építésébe. Emellett az egyik kedvenc szalagcímem tavalyról a “Bitcoin bányászat hőért, eperért és csirkékért” volt egy kanadai farmról.

Néhány a legelőremutatóbb projektek közül más irányba mutat, így például a BIS Innovation Hub Hong Kong Centre és a Hongkongi Monetáris Hatóság (Hong Kong Monetary Authority) együttműködése a Genesis projektben, amely egy zöld pénzügyi projekt a zöld kötvények blokklánc technológiai segítségével történő tokenizálására. A projekt a blokkláncot, az okosszerződéseket, a dolgok internetét (IoT) és a digitális eszközöket használja fel a zöld kötvények forgalmazására és a bevétel-felhasználás átláthatóságának javítására. Ezzel segíti a regionális és globális környezetvédelmi és fenntarthatósági célok elérését.

Mivel számos szervezet elkötelezte magát amellett, hogy hozzájárul a fenntartható fejlődési célok (SDG) eléréséhez, szükség van egy olyan megoldásra, amely lehetővé teszi számukra a carbon footprint kiszámítását és segítséget nyújt az ESG-jelentések elkészítéséhez. A Hyperledger Fabric és a Tokens-SDK-kat használó tokenizált energiatanúsítványok intelligens megoldást nyújthatnak, és teljesen nyilvános energiahasználati igazolást adhatnak. A vegyes források által termelt energia mennyiségén kívül a hálózatban létrehozott tokenek más hasznos adatokat is tárolhatnak, pl. az energiaellátási lánc CO2 kibocsátását.