• Bitcoin op Proof-of-Stake? 

Bitcoin heeft een energieprobleem. Dankzij het proof of work-gedistribueerde consensusalgoritme van de munt creëert Bitcoin-mining een enorme ecologische voetafdruk. Mijnwerkers verbruiken jaarlijks naar schatting 29.05 TWh elektriciteit. Dat is 0.13% van het jaarlijkse energieverbruik in de wereld, wat neerkomt op meer dan 159 landen, waaronder bijna heel Afrika.

In combinatie met het competitieve karakter van de mijnbouw is de exponentiële groei van Bitcoin grotendeels verantwoordelijk voor dit ongebreidelde energieverbruik. De reguliere publieke aandacht en een hausse in het transactievolume hebben het probleem alleen maar verergerd de Bitcoin-energieconsumptie-index schat dat de energie-uitgaven voor de mijnbouw tussen oktober en november met 29.98% zijn gestegen. 

Met dit exponentiële tempo zal de snelle opkomst van de cryptocurrency op koers liggen om in 2019 meer energie te verbruiken dan de hele VS.  

De bijdragende factoren

Om de oorzaak van deze energiecrisis goed te kunnen diagnosticeren, moeten we ons verdiepen in de relatie tussen de netwerkgroei van Bitcoin en de mijnbouwmechanismen.

Volgens het proof of work-model van Bitcoin concurreren mijnwerkers met elkaar om een ​​gedistribueerde consensus (de manier waarop Bitcoin circuleert) op de blockchain te garanderen. Mijnwerkers zetten hun rekenkracht in om de transacties die via het netwerk worden verzonden, te verifiëren.  

Om dit te doen, lossen de computers de encryptiepuzzels op die elke transactie beveiligen en slaan ze deze, eenmaal opgelost, op als hashes in de blokken in het grootboek. De eerste miner die het huidige blok voltooit, ontvangt een blokbeloning in Bitcoin.

Zoals je in de afbeelding kunt zien, stimuleert het competitieve karakter van proof of work mijnwerkers om zoveel mogelijk verwerkingskracht aan de blockchain te besteden. Hoe krachtiger uw mining-installatie, hoe sneller u de transactie-encrypties kunt oplossen en hoe groter de kans dat u een blok voltooit en de beloningen ontvangt.

In de kinderschoenen van Bitcoin kon je op betrouwbare wijze minen met een grafische kaart of een gewone computerprocessor. Maar die dagen zijn al lang voorbij. Naarmate meer mijnwerkers op de Bitcoin-justrein sprongen, werd er meer geavanceerde mijnbouwsoftware ontwikkeld om mijnwerkers een voorsprong te geven. Deze hardware-wapenwedloop culmineerde in applicatiespecifieke Integrated Circuit (ASIC)-mijnbouw. In TLDR-termen zijn ASIC-mijnwerkers processors die efficiënter en krachtiger zijn dan CPU's of GPU's.

En ze lieten de oorspronkelijke mijnbouwprocedures in het stof liggen. Serieus, als je zou proberen te concurreren met ASIC-mijnbouwplatforms met behulp van je computer of grafische kaart, zou het hetzelfde zijn als proberen de Grand Prix van Monaco te winnen met een Vespa.  

Zelfs een enkele ASIC is niet genoeg concurreren met de grote mijnpools. De grootste mijnbouwcoöperaties bouwen honderden ASIC's op om enorme processorpools te creëren. Om concurrerend te blijven met andere mijnwerkers, zullen deze pools hardware aan hun installaties toevoegen om de algehele hashingkracht (output) te vergroten.

Je ziet waarschijnlijk waar dit heen gaat. Mijnbouwplatforms hebben uiteraard elektriciteit nodig, en hoe harder ze moeten werken, hoe meer stroom ze verbruiken. Als zodanig leiden de concurrentieprikkels van proof of work steevast tot een exponentiële toename van het energieverbruik.

En dan hebben we het nog niet eens over de toename van de moeilijkheidsgraad. Elke 2,016 blokken ondergaat Bitcoin een aanpassing van de moeilijkheidsgraad. Deze aanpassing is bedoeld om de moeilijkheidsgraad van de blokken te schalen zodat ze overeenkomen met de hash-snelheden van de mining, zodat geen enkele miner algoritmen te snel oplost en daarbij alle blokbeloningen opzuigt. Wat dit echter betekent, is dat hoe meer miners er op het netwerk zijn, hoe moeilijker het wordt om de gecodeerde algoritmen na elke aanpassing op te lossen. Dit zou ook betekenen dat mijnbouwplatforms harder moeten werken om concurrerend te blijven, waardoor ze nog meer energie verbruiken.

Begint u het beeld te snappen? Hoe meer mensen Bitcoin kopen, hoe meer mijnwerkers zich aangetrokken zullen voelen tot de valuta vanwege de waardering ervan.  Met meer mijnwerkers komt er meer energieverbruik om de concurrentie aan te wakkeren, en met een groeiend netwerk zal elke aanpassing van de moeilijkheidsgraad het energieverbruik alleen maar verergeren door mijnwerkers harder te laten werken.

Nu we dat uit de weg hebben geruimd, laten we dit probleem op zijn kop zetten en naar een mogelijke oplossing kijken.

Bitcoin op Proof-of-Stake? 

Proof of stake is een alternatief algoritme voor het bereiken van de gedistribueerde consensus van een blockchain.  It kwam in 2012 op het toneel met Peercoin, NXT en BlackCoin als belangrijkste early adopters.

Er bestaan ​​geen mijnwerkers onder het proof-of-stake-model. In plaats daarvan worden ze vervangen door validators (of vervalsers) die verantwoordelijk zijn voor het valideren van transacties. Normaal gesproken zetten validators een bepaalde hoeveelheid bewijs van inzetvaluta in de kernportemonnee van die blockchain.  

Het netwerk van die valuta kan ze vervolgens deterministisch selecteren om het volgende blok te construeren. Het selectiemechanisme verschilt per algoritme, omdat het willekeurig kan worden gekozen of op basis van een combinatie van variabelen, zoals de totale rijkdom en de hoeveelheid tijd die erin is geïnvesteerd.

Het is belangrijk op te merken dat proof of stake geen blokbeloningen biedt, maar alleen transactiekosten, dus theoretisch gezien veroorzaakt het model niet dezelfde concurrentieimpuls als het proof of work-systeem. Hoewel u mogelijk vaker selecties en hogere transactiekosten ontvangt naarmate u meer heeft ingezet, probeert u niemand te verslaan zoals u dat met Bitcoin zou doen.

Met proof of stake heb je alleen voldoende energie nodig om de kernsoftware van een blockchain aan te drijven. U hoeft geen energie te verspillen aan een ASIC en een cryptografisch hashingprogramma. Om terug te keren naar de race-analogie: het lijkt op het krijgen van een prijs voor het starten van je auto in plaats van deze te gebruiken om te racen. Je wacht in de rij bij het starthek voor je deelnametrofee en je hoeft je geen zorgen te maken dat je het extra gas verspilt om de race sneller te voltooien dan je medeconcurrenten.  

Kortom: proof of stake zorgt voor een aanzienlijke vermindering van het energieverbruik. Niet alleen maakt het gebruik van een minder energie-intensief programma, maar validators hoeven het niet tegen elkaar op te nemen om levensvatbaar te blijven, zoals mijnwerkers doen onder een proof of work-consensus. Ze ontvangen geen blokbeloningen, maar ze hoeven ook niet te worden geconfronteerd met de buitensporige energiekosten waarmee mijnwerkers worden geconfronteerd. Als we het bewijs van de transactiekosten van de inzet afwegen tegen de aanzienlijke exploitatiekosten, komt het vergelijkbaar uit met het bewijs van de werkbeloningen tegen de kosten, vooral voor degenen die geen dure mijnbouwinstallaties kunnen onderhouden.

Laatste gedachten: zal Bitcoin op het bewijs van inzet ooit gebeuren?

In mei 2017 onthulde Vitalik Buterin plannen om de Ethereum-blockchain over te zetten naar een proof-of-stake-algoritme genaamd Casper.  

Destijds nieuw, was de lancering van Proof-of-Stake op het op één na grootste crypto-activum een ​​enorme steunbetuiging voor het proof-of-stake-systeem; en het ecosysteem is grotendeels verschoven naar PoS.

Proof of stake kan heel goed de toekomst zijn voor blockchain. De verandering in Ethereum geeft dit aan, omdat Vitalik Buterin waarde ziet in de voordelen van het mechanisme, omdat ze profiteren van de nadelen van Bitcoin.

De energiecrisis van Bitcoin is een van de eerste werkelijk substantiële beproevingen waarmee de cryptocurrency wordt geconfronteerd terwijl deze richting publieke bekendheid marcheert. Dit soort valkuilen en obstakels zijn te verwachten bij een dergelijke opkomende technologie, maar het is de verantwoordelijkheid van de gemeenschap als geheel om zich aan deze beproevingen aan te passen. Er is geen reden om te denken dat het aanpakken van de tekortkomingen van het bewijs van werk ons ​​geloof in de creatie van Satoshi Nakamoto in gevaar zou brengen – integendeel. Als we Bitcoin willen zien slagen, moeten we waakzaam blijven in onze kritiek en proactief zijn met onze oplossingen, want zoals het er nu uitziet, is Bitcoin op weg om in de nabije toekomst onhoudbaar te worden.

Misschien kan het bewijs van inzet Bitcoin van zelf-sabotage afhouden. Als de algoritmeverandering van Ethereum iets betekent, zou het een duidelijk signaal moeten zijn voor de cryptogemeenschap dat proof of work in de huidige staat niet kan blijven bestaan.  

De vraag is: zal de markt zich aanpassen?