Ist Bitcoin eine Energieverschwendung? Vor- und Nachteile des Bitcoin-Bergbaus

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Bitcoin weckt Leidenschaft, Neugier und hat immer mehr Aufmerksamkeit in den Medien erhalten, insbesondere nachdem es zu den besten Finanzanlagen des Jahrzehnts aufgestiegen ist. Wenn jedoch der Preis steigt, tauchen viele Zweifel und Fragen auf, hauptsächlich in Bezug auf seine Herkunft und den Energieverbrauch der Bergleute.

Das Bitcoin-Protokoll hat ein einzigartiges digitales Asset erstellt

Um zu verstehen, wie Bitcoin (BTC) erstellt wird und was Mining ist, ist der Schlüssel das Problem der doppelten Ausgaben.

Vor Bitcoin musste weder ein digitaler Wert übertragen noch ein digitaler Vermögenswert in mehrere Teile unterteilt werden. Das heißt, wenn Sie eine 100-Dollar-Rechnung gescannt haben und diese Rechnung an jemanden übertragen möchten, können Sie nur eine Kopie dieser Rechnung senden.

Wir alle sind bereits an Smartphones und Computer gewöhnt. Wir senden E-Mails, Fotos, aber wir erkennen diesen Prozess in der Realität nicht: Wir senden eine Kopie der E-Mail (und nicht der Original-E-Mail), eine Kopie unserer Fotos (und nicht des Originals). Wenn wir auf einem Smartphone oder Computer auf die Schaltfläche “Senden” klicken, verbleibt immer eine Kopie des Originals auf unserem Gerät.

Ebenso gibt es bei Finanztransaktionen immer einen Vermittler, der das Geld von einem Konto auf ein anderes überweist, wenn wir in unseren Internetbanking-Konten oder an einem Geldautomaten auf die Schaltfläche “Senden” klicken. Und das ist das Problem, das Bitcoin lösen möchte – das Problem der doppelten Ausgaben.

Wenn Sie auf Ihrem Handy auf die Schaltfläche Bitcoin senden klicken, senden Sie beispielsweise keine Kopie, sondern tatsächlich ein digitales Objekt. Sobald eine Transaktion in Bitcoin durchgeführt wurde, wird sie irreversibel und kann nicht mehr manipuliert werden.

Aus diesem Grund ist es unmöglich, eine Bitcoin-Übertragung abzubrechen oder rückgängig zu machen, nachdem sie vom Blockchain-Netzwerk validiert wurde, da das Bitcoin-Protokoll das Problem der doppelten Ausgaben gelöst hat. Es machte einen einzigen Vermögenswert, Bitcoin, digital einzigartig und ermöglichte Werttransaktionen im Internet ohne Zwischenhändler (unabhängig von einer zentralen Einheit).

Wer gibt Bitcoins aus?

Während traditionelles Geld über (Zentral-) Banken ausgegeben (erstellt) wird, wird Bitcoin von Algorithmen ausgegeben, deren Regeln in seinem Protokoll festgelegt sind – der Bitcoin-Blockchain.

Die Bitcoin-Blockchain ist wiederum ein Transaktionsregistrierungssystem, das in einem offenen (verteilten) Netzwerk von „verdächtigen“ Teilnehmern verwaltet wird, die sich nicht kennen oder einander nicht vertrauen.

Als Satoshi Nakamoto den Quellcode für die Bitcoin-Protokollsoftware schrieb und im Internet veröffentlichte, schlug er Folgendes vor: Wenn Sie Sicherheit für dieses Netzwerk bieten und diesem Finanznetzwerk beim Betrieb helfen, werden Sie belohnt.

Die Logik der im Bitcoin-Protokoll festgelegten Regeln war sehr transparent und wurde in einer Programmiersprache geschrieben. Der Durchbruch der ersten Blockchain nach jahrelanger Forschung zu digitalen Währungen betrifft nicht nur Informatiklösungen.

Das Geheimnis liegt in Anreizen

Um die Bitcoin-Blockchain-Architektur zu erstellen, untersuchte Satoshi Nakamoto die vorhandenen Forschungsergebnisse – Bit-Gold, B-Geld, Hashcash, Kryptografie mit Zeitstempel – und fügte die Spieltheorie hinzu.

Unter Verwendung der Spieltheorie implementierte Satoshi einen Anreizmechanismus (Konsensmechanismus) namens Proof-of-Work, der ein neues Feld der wirtschaftlichen Koordination ermöglichte, das jetzt als „Kryptoökonomie“ bezeichnet wird (die Bereiche Wirtschaft und Informatik, um die dezentralen Marktplätze und Anwendungen zu untersuchen, die dies können durch die Kombination von Kryptographie mit wirtschaftlichen Anreizen aufgebaut werden).

Dieses wirtschaftliche Anreizsystem stellt sicher, dass sich die Teilnehmer des Bitcoin-Netzwerks zugunsten der Sicherheit und des einwandfreien Funktionierens des Systems verhalten. Dies ist der Hauptgrund, warum die Bitcoin-Blockchain noch nicht gehackt wurde.

Die Bedeutung des Bergbaus

Als immer mehr Menschen die potenziellen Anreize in Bitcoin erkannten und anfingen, ihre Computer anzuschließen, um dem Netzwerk Sicherheit zu bieten, wurde die Bitcoin-Blockchain immer praktikabler und sicherer. Jetzt gibt es eine enorme Rechenleistung, die Transaktionen garantiert: Bitcoin ist Rechenstärke.

Ein Bitcoin wird von Bergleuten (Validatoren) aus dem Blockchain-Protokoll „extrahiert“, die mathematische Algorithmen lösen müssen, um das Recht zu erhalten, Bitcoin-Transaktionen in das Blockchain-Netzwerk aufzunehmen und dafür belohnt zu werden.

Jede Bitcoin-Transaktion wird vor dem Hinzufügen zur Blockchain an den “mempool” gesendet, einen Aufbewahrungsbereich für ausstehende Transaktionen, in dem sie auf ihre Aufnahme in einen Block wartet. Die Bergleute nehmen dann die ausstehenden Transaktionen, die darauf warten, aufgezeichnet zu werden, und kombinieren sie, um einen „Block“ von Transaktionen zu erstellen.

Stellen Sie fest, dass die Bergleute miteinander konkurrieren, sodass ihre Computer ausgewählt werden, um die letzten Transaktionen im nächsten Block aufzuzeichnen, der in das Netzwerk aufgenommen wird. Der beste Weg, um diesen Wettbewerb zu gewinnen, besteht darin, die Algorithmen so oft wie möglich zu lösen (bevor jemand anderes das richtige Ergebnis erzielt, das als „Nonce“ bezeichnet wird).

Da Billionen von Versuchen erforderlich sind, um das richtige Nonce zu erraten, erhalten nur diejenigen, die mehr Rechenleistung haben, um diesen Wettbewerb zu gewinnen, Bitcoin als Belohnung für ihre Bemühungen.

Wir können aus dem, was wir bisher gesagt haben, zwei Hauptfolgen ziehen.

Die erste Konsequenz ist, dass PoW verhindert, dass Bergleute das System umgehen und Bitcoin von Grund auf neu erstellen. Bergleute müssen bei jedem Versuch echte Rechenenergie verbrennen und die Nonce finden, um die Chance zu haben, Bitcoin zu gewinnen. Da der Strom zur Versorgung der Bergleute nicht kostenlos ist, verursacht der Nachweis der Arbeit finanzielle Kosten für den Bitcoin-Bergbau.

Die zweite Konsequenz bezieht sich auf die Tatsache, dass PoW die Transaktionshistorie von Bitcoin unveränderlich macht. Wenn ein Angreifer versucht, eine Transaktion zu ändern, muss dieser Angreifer alle seitdem geleisteten Arbeiten wiederholen, um das längste Netzwerk wiederherzustellen und einzurichten. Dies ist theoretisch unmöglich und deshalb sollen Bergleute das Bitcoin-Netzwerk „schützen“.

Da der Bergbau im Laufe der Jahre zu einer legitimen Branche geworden ist, wird er von engagierten Fachleuten mit spezialisierter Hardware unterstützt, die große Rechenzentren und viel Strom benötigt.

Es ist erwähnenswert, dass PoW, obwohl es andere Konsensmechanismen gibt, in Blockchains am häufigsten verwendet wird, da es im Hinblick auf die Cybersicherheit am effektivsten ist.

Wie viel Strom verbraucht der Bitcoin-Bergbau?

Die Universität Cambridge betreibt seit 2015 einen Live-Energie-Schätzer für Bitcoin-Netzwerke. Dank der Transparenz von Bitcoin kann jeder die Menge der an das Netzwerk angelegten Hash-Leistung sehen, die normalerweise in der Anzahl der Hashes pro Sekunde gemessen wird, als die das Netzwerk ausgeführt wird Teil des Abbauprozesses.

Sie können anhand der Energieeffizienz für das Hashing der verwendeten Mining-Hardware abschätzen, wie viel Strom das Netzwerk zur Durchführung dieser Hashes verwendet.

Laut dem Bitcoin-Energieverbrauchs-Tracker von Digiconomist verbraucht der Bergbau derzeit 77,78 Terawattstunden pro Jahr. Das ist vergleichbar mit dem Gesamtenergieverbrauch von Ländern wie den Niederlanden und der Tschechischen Republik.

Basierend auf den obigen Schätzungen sprechen sich viele gegen Bitcoin und die Verwendung von Arbeitsnachweisen aus.

Können wir diese „Schätzungen“ jedoch als absolute Wahrheit betrachten? Berücksichtigen diese Schätzungen, dass Bergleute nicht immer mit der gleichen Effizienz arbeiten? Wird davon ausgegangen, dass der verbrauchte Strom aus sauberen Quellen stammt?

Schauen wir uns diese Argumente einzeln an.

Anti-PoW-Argumente

Die Argumente gegen den Arbeitsnachweis und den von Satoshi Nakamoto geschaffenen Anreizmechanismus sind:

  • A1 – Bitcoin-Mining verbraucht viel Energie.
  • A2 – Die überwiegende Mehrheit der Bitcoin-Bergleute befindet sich in China.
  • A3 – Bitcoin-Bergleute in China verbrauchen hauptsächlich schmutzige Kohle.
  • A4 – Der Bitcoin-Abbau weist einen vergleichsweise extremen CO2-Fußabdruck auf.
  • A5 – Bitcoin ist schlecht.

Streit A1 ist wahr, wie wir im vorherigen Thema gezeigt haben. Dies ist einer der Hauptgründe, warum das Bitcoin-Netzwerk so unglaublich sicher ist.

Streit A2 Früher stimmte das, aber die Situation ändert sich, da weltweit mehr Regionen in die BTC-Bergbauindustrie eintreten. Da dies für den Energieverbrauch des Bitcoin-Netzwerks keine Rolle spielt, werden wir dies als wahr betrachten.

Regionen mit großer Relevanz sind blaugrün hervorgehoben, die Provinz Sichuan in China ist gelb und Regionen mit geringerer Relevanz sind rot.

Zum Schluss das Argument A3 ist falsch, wie wir im nächsten Thema sehen werden, das Argumente entlarvt A4 und A5.

Bitcoin ist ein Energiefresser, aber … erneuerbar

Eine kürzlich von CoinShares Research veröffentlichte Studie ergab, dass der größte Teil des für die Gewinnung von Bitcoin verbrauchten Stroms tatsächlich aus sauberen Quellen wie Wind, Sonne und Wasserkraft stammt.

Genauer gesagt, 60% des weltweiten Bergbaus findet in China statt, wo allein Sichuan 50% der globalen Hash-Rate produziert, während die restlichen 10% mehr oder weniger gleichmäßig auf die Provinzen Yunnan, Xinjiang und die Mongolei verteilt sind.

Es ist wichtig anzumerken, dass die Dominanz von Sichuan sowohl in China als auch in der Welt in direkter Beziehung zu den Wasserkraft-reichen Provinzen Yunnan, Guizhou und Sichuan im Südwesten Chinas steht. Während der Regenzeit gehören die Strompreise zu den niedrigsten der Welt, was Sichuan zu einer der attraktivsten verfügbaren globalen Bergbauregionen macht.

Andererseits sind von den verbleibenden 40% der Bergbauunternehmen 35% der weltweiten Hash-Rate-Produktion zu gleichen Teilen auf Washington, New York, Britisch-Kolumbien, Alberta, Quebec, Neufundland und Labrador, Island, Norwegen, Schweden, Georgien und Georgia verteilt Iran.

Der Bericht weist jedoch auf ein umfassenderes Problem hin, wie erneuerbare Energien derzeit weltweit eingesetzt werden: Viele Generatoren für erneuerbare Energien sind schlecht positioniert und werden nicht ausreichend genutzt. Daher ist der Bitcoin-Abbau die einzige brauchbare Nutzung für diesen Strom.

In diesem Zusammenhang kommt die Studie zu dem Schluss, dass das Bitcoin-Netzwerk 74% seines Stroms aus erneuerbaren Quellen bezieht, wodurch es sich stärker auf saubere Energiequellen konzentriert als fast alle anderen großen Industrien der Welt.

Wegbringen

Alles erfordert Energie, und der zusätzliche Einsatz von Energie hat unseren Lebensstandard immer verbessert. Sind die Vorteile von Bitcoin den zusätzlichen Energieverbrauch wert? Suchen Bergleute nicht mehr nach Möglichkeiten, verschwendete Energie wiederzuverwenden, beispielsweise das bei Ölbohrungen freigesetzte CO2?

Migrieren Bergleute nicht mehr in Gebiete, in denen überschüssiger Strom zu geringeren Grenzkosten erzeugt wird, da sich der physische Standort der Bergbauzentren nicht auf das Bitcoin-Netzwerk auswirkt? In diesem Fall könnte dies das Problem der erneuerbaren Energie nicht lösen, die eine vorhersehbare Kapazität hat und ansonsten verschwendet würde, wie z. B. die Verbrennung von Wasserkraft und Methan.

Alles ist Energie – die Verschwendung besteht darin, sie nicht intelligent zu nutzen, um den wirtschaftlichen und sozialen Lebensstandard zu verbessern.

Die hier geäußerten Ansichten, Gedanken und Meinungen sind die alleinigen des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten und Meinungen von Cointelegraph wider oder repräsentieren diese.

Tatiana Revoredo ist Gründungsmitglied der Oxford Blockchain Foundation und Stratege für Blockchain an der Saïd Business School der University of Oxford. Darüber hinaus ist sie Expertin für Blockchain-Geschäftsanwendungen am Massachusetts Institute of Technology und Chief Strategy Officer von The Global Strategy. Tatiana wurde vom Europäischen Parlament zur Intercontinental Blockchain Conference eingeladen und vom brasilianischen Parlament zur öffentlichen Anhörung zum Gesetzentwurf 2303/2015 eingeladen. Sie ist Autorin von zwei Büchern: Blockchain: Tudo O Que Você Precisa Sabre und Kryptowährungen im internationalen Szenario: Wie stehen Zentralbanken, Regierungen und Behörden zu Kryptowährungen?