Čo je ťažba bitcoinu a spôsobuje naozaj ekologickú katastrofu?

Čo je ťažba bitcoinu a spôsobuje naozaj ekologickú katastrofu? – OBSAH

1. Čo je ťažba bitcoinu?
2. Proces ťažby
3. Predvídateľné vydávanie mincí kvôli mechanizmu obtiažnosti
4. Vývoj ťažby v priebehu rokov
5. Spotreba energie pri ťažbe bitcoinu
6. Ťažba bitcoinu je nevyhnutná
7. Spotreba energie bitcoinu
8. Záverom

Čo je ťažba Bitcoin?

Veľmi stručne, ťažba je spôsob, akým ľudia dostávajú zaplatené za spracovanie bitcoinových transakcií. Ťažiarom môže byť ktokoľvek so špecializovaným strojom na ťažbu bitcoinu (ASIC), prístupom k elektrine a pripojením na internet. Stačí zapojiť stroj do elektrického zdroja, pripojiť sa k bitcoinovému protokolu prostredníctvom pool a nechať zariadenie bežať. Týmto spôsobom sa spracovávajú transakcie v bitcoinovej sieti.

Hoci je veľmi jednoduché všetko nastaviť, ťažba je nákladnou investíciou. Každý nový ťažobný stroj stojí niekoľko stoviek eur a spotrebováva veľké množstvo elektriny. Ťažiarov s menším počtom strojov stále ubúda. Väčšina z nich kupuje použitý hardvér, pretože stroje ASIC novej generácie pre nich často nie sú dostupné.

To viedlo k tomu, že ťažbe sa dnes venujú prevažne veľké organizácie, ktoré môžu rozmiestniť tisíce strojov do jednej haly a byť profitabilné. Aby sa menším ťažiarom ťažba naďalej vyplácala, bude potrebné, aby rast ceny BTC výrazne prekonal rast obtiažnosti (to sa obvykle deje počas býčieho trhu).

Proces ťažby

Ťažiari zoskupujú transakcie používateľov do takzvaných „blokov“ a overujú ich. Tieto bloky zvyčajne obsahujú niekoľko tisíc transakcií, z ktorých každá zahŕňa transakčný poplatok, ktorý sa vypláca práve ťažiarovi, ktorý transakciu zahŕňa do svojho bloku. Existujúce bloky obsahujú bitcoinové transakcie, ku ktorým došlo v minulosti a sú nemenné (alebo skôr je tak nákladné ich zmeniť, že si každý môže byť istý, že sa nikdy nezmenia).

K tomuto procesu zoskupovania, overovania a pridávania blokov dochádza približne každých 10 minút. Zakaždým, keď je nový blok nájdený a overený uzlami, celý proces sa opakuje a ťažiari súťažia o nájdenie ďalšieho bloku, aby ho pridali k existujúcim blokom. Tento reťazec blokov sa označuje ako blockchain. Ťažiari teda súťažia o pridanie svojho bloku do blockchainu.

Predvídateľné vydávanie mincí kvôli mechanizmu obtiažnosti

Aby mohli ťažiari navrhnúť nový blok a získať v ňom blokovú odmenu a transakčné poplatky, súťažia o vyriešenie hádanky. Tento proces, nazývaný proof of work (dôkaz o vykonanej práci), spočíva v zahrnutí biliónov náhodných dátových reťazcov do hashovacej funkcie každú sekundu a kontrolovaní hodnôt výstupu voči cieľovej obtiažnosti. (To je dôvod, prečo sa hashrate pre prevádzkovateľa ťažby zvyčajne meria v terahashoch za sekundu). Pokiaľ je výstupná hodnota jedného z týchto náhodných vstupov pod cieľovou obtiažnosťou siete, prevádzkovateľ ťažby navrhne svoj blok zvyšku siete.

Po vyriešení jednej hádanky sa vytvorí nová hádanka a ťažiari okamžite začnú súťažiť o jej vyriešenie. Možno by vás zaujímalo, čo sa stane, keď sa pridá viac ťažiarov? Nebolo by hľadanie riešenia ľahšie, a teda rýchlejšie? Pretože viac ťažiarov pracuje na rovnakej hádanke naraz? Odpoveď znie áno, ale bitcoinový systém má funkciu, kde je obtiažnosť riešenia upravená tak, aby bol problém vyriešený v priemere každých 10 minút.

Pokiaľ začne ťažiť viac ľudí, hádanka sa prispôsobí tak, aby bolo ťažšie ju vyriešiť. Ak ľudia prestanú ťažiť, hádanka sa prispôsobí, aby bolo ľahšie ju vyriešiť. Bez ohľadu na to, koľko ťažiarov sa zúčastňuje súťaže alebo sa odpojí, priemerná doba na vyriešenie hádanky zostane okolo 10 minút. K tejto úprave dochádza každých 2016 blokov alebo približne každé 2 týždne.

Stručne povedané, obtiažnosť bitcoinovej siete je to, čo zaisťuje, že bitcoiny sú neustále uvoľňované do obehu podľa transparentného emisného plánu. Táto predvídateľná a pevná ponuka je jednou z jedinečných vlastností Bitcoinu.

Vývoj ťažby v priebehu rokov

Vzhľadom na to, že sa k sieti pripájalo viac ťažiarov a hádanka sa stávala čoraz ťažšia, ťažiari sa rozhodli spojiť svoju hashovaciu silu v snahe získať stálejšie odmeny. To viedlo k vzniku ťažobných poolov. Ťažiari sa pripojili k poolu a boli súčasťou tímu, ktorý uľahčoval združenú ťažbu. Prvým svetovým ťažobným poolom je Slush Pool, ktorý bol spustený v roku 2010 a beží dodnes pod vedením firmy Braiins.

V tej dobe sa ťažba väčšinou vykonávala na CPU a GPU. Počas niekoľkých rokov bol vyvinutý hardvér špeciálne na ťažbu bitcoinu, zariadenie ASIC. Na začiatku roka 2014 pochádzala väčšina hashratu bitcoinu práve zo strojov ASIC.

S vývojom a zrením ťažobného priemyslu pokračoval trend zvyšovania konkurencieschopnosti. Ťažiari začali tiež používať vlastný softvér a firmware, aby ich ťažobné stroje boli efektívnejšie. To sa stalo prelomovým v rokoch 2017 – 2018, kedy bol firmvér prvýkrát použitý na to, aby aktivoval AsicBoost, a ťažiarom ušetril približne 13 % za energiu.

Dnes je AsicBoost priemyselným štandardom a najpopulárnejšie firmwary navyše vykonávajú proces k zlepšeniu výkonu zvaný autotuning, ktorý optimalizuje účinnosť strojov kalibráciou frekvencií a napätia na každom čipe v hardvéri. Najznámejším firmvérom na automatické ladenie na dnešnom trhu je Braiins OS+, ktorý tiež vyvíja Slush Pool tím.

Spotreba energie pri ťažbe bitcoinu

Keďže každý prevádzkovateľ ťažby v sieti vykonáva bilióny výpočtov za sekundu, spotrebúvajú ťažiari značné množstvo energie. Samotná spotreba energie je nevyhnutnou súčasťou systému proof of work, čo je spôsob, akým bitcoinová sieť dosahuje svoj decentralizovaný konsenzus.

To nás však vedie k spornému bodu o Bitcoine...

„Ťažba bitcoinu je ekologickou katastrofou.“

Mnoho článkov na internete a komentátorov na sociálnych sieťach tvrdia, že ťažba bitcoinu je energeticky náročná. Mali by sme sa však obávať, že jej spotreba energie a emisie uhlíka predstavujú skutočnú hrozbu pre spoločnosť?

Zhromaždili sme za tie roky súbor štúdií a argumentov zaoberajúcich sa ťažbou bitcoinu, ktorý objasňuje, prečo ťažba nie je ekologickou katastrofou a prečo dochádza v širokej populácii k častému nepochopeniu tejto problematiky. Naším cieľom je tieto argumenty zozbierať a ďalej prezentovať.

Ťažba bitcoinu je nevyhnutná

Ťažiari medzi sebou súťažia o pridanie bloku svojich transakcií do existujúcich blokov (t. j. blockchainu). Prvý, kto tak urobí, získa odmenu. Súťažia pomocou výpočtu hashov. Čím viac vyprodukovaných hashov, tým väčšia je pravdepodobnosť vyriešenia hádanky a získanie odmeny. Premenou elektriny na hashe dokazujú sieti, že za účasť boli zaplatené určité náklady, ktoré môže ktokoľvek overiť.

Spotreba energie bitcoinu je menšia v porovnaní s využitím energie herných konzol alebo vianočných svetiel. Ale na druhej strane hodnota nie je ani príliš malá, pretože celá bitcoinová sieť spotrebúva toľko energie ako niektoré malé krajiny. Záleží však na perspektíve. Faktom zostáva, že ľudia platia za to, aby ich transakcie boli zahrnuté do blockchainu. Smena založená na dobrovoľnosti nemôže byť podľa definície plytvanie.

Ľudia považujú bitcoin za užitočný, a preto dotujú ťažiarov. Keď niekto hovorí, že ide o zlé využívanie zdrojov spoločnosti, pretože pre neho nie sú bitcoiny cenné, je to podobné, ako by sa sťažoval, že ľudia by nemali mať možnosť si zakúpiť hernú konzolu, pretože spotrebúva elektrinu, pretože on samotný nemá rád videohry.

Spotreba energie bitcoinu

Jedným z dôležitých faktorov, ktoré treba vziať do úvahy, je to, že ťažba bitcoinu môže prebiehať kdekoľvek na svete. Na rozdiel od tradičnej ťažby (napr. zlata alebo diamantov) je ťažba bitcoinu geograficky vysoko distribuovaná a presúva sa tam, kde je lacná energia.

Často sa tvrdí, že ťažba bitcoinu je energeticky náročná, že postupne dochádza k vyčerpaniu regiónu, kde k ťažbe dochádza. To je nepresné.

Predovšetkým, ťažba bitcoinu sa najčastejšie prevádzkuje v oblastiach, kde je prebytok elektriny. Prečo? Pretože v týchto oblastiach je najlacnejšia elektrina – ponuka je väčšia ako dopyt a existujúce technológie nestačia na efektívne skladovanie a prepravu do miest, kde je vyšší dopyt. To je dôležité na ťažobné operácie, pretože náklady na elektrinu spotrebované pri ťažbe bitcoinu môžu predstavovať až 70 % ich celkových prevádzkových nákladov.

Samotná čínska provincia Sečuán produkuje približne 54 % celosvetového hashratu. To je do značnej miery spôsobené nadmerným počtom vybudovaných vodných elektrární v provinciách Sečuán a Sin-ťiang. Vodná kapacita je dvojnásobná oproti jej potrebnej spotrebe energetickou sieťou, čo vedie k enormnému prebytku elektriny.

Vodná energia je efektívna na ťažbu bitcoinu, pretože hraničné náklady na generovanie sú v zásade nulové a sú stabilným zdrojom. Štúdia vykonaná výskumnou skupinou BitMEX odhalila, že väčšina čínskych ťažiarov bitcoinu sa nachádza v oblastiach s relatívne nadmernou produkciou energie z hydroelektrární.

Stručne povedané, ťažba bitcoinu zvyčajne spotrebúva elektrinu, ktorá by sa nikdy nedostala do energetickej siete. Táto skutočnosť by sa mala zohľadniť pri akomkoľvek porovnaní spotreby energie ťažbou bitcoinu a inými zdrojmi, ako je vykurovanie, klimatizácia alebo hranie videohier.

A aby to bolo jasné, mechanizmy, ktoré stimulujú ťažbu v miestach nadprodukcie (z ktorých väčšina je obnoviteľná energia), sú využité aj na ťažbu bitcoinu mimo Čínu. V celosvetovom meradle sa odhaduje, že približne 74 % všetkej elektriny na ťažbu bitcoinu pochádza z obnoviteľných zdrojov energie.

Záverom

Spotreba energie Bitcoin sa často vyzdvihuje, pretože je ľahké ju kvantifikovať. Áno, ťažba bitcoinu je energeticky náročná. Ide však o nevyhnutnú súčasť hodnoty bitcoinu. Ten neobmedzujú hranice, je vzácny, digitálny, odolný voči cenzúre a funguje bez nutnosti dôverovať nejakej tretej strane.

Ak neuznávate hodnotu bitcoinu a jeho ťažbu, možno je to preto, že ste nezažili pomalé a drahé cezhraničné bankové transakcie, hyperinfláciu alebo finančnú cenzúru a vylúčenie.

Na záver si pripomeňme jednoduchý fakt. Ak by sa bitcoin stal bezcenným, všetka ťažba by sa zastavila. Aby som to povedal na rovinu: pokiaľ stále veríte, že ťažba je pre svet vysoko problematická, je najlepšie pracovať na vylepšení súčasného finančného systému tak, aby bol inkluzívnejší, efektívnejší a dôveryhodnejší. Len tak sa dá poraziť bitcoin a oslabiť tak motiváciu ťažiarov vo svojej činnosti pokračovať.

Daniel Frumkin

Daniel Frumkin vytvára technickú dokumentáciu a je súčasťou biznis developmentu v Braiins (Slush Pool & Braiins OS). Je autorom knihy o technológii blockchain. V súčasnej dobe pracuje na technickej špecifikácii protokolu Stratum V2.Twitter: @dfrumps