Eficiência energética (in) no consenso de Blockchain

Autor: Roger Morrison
Data De Criação: 28 Setembro 2021
Data De Atualização: 21 Junho 2024
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Eficiência energética (in) no consenso de Blockchain - Tecnologia
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Fonte: iStock

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A mineração de criptomoeda e o hash de algoritmo estão usando enormes quantidades de energia, e a adoção em larga escala de criptomoeda pode ter ramificações em larga escala no ambiente.

Depois que o documento oficial sobre bitcoin foi publicado pela primeira vez em 2008, a perspectiva de moeda digital viável de repente pareceu realista, se não inevitável, para um número crescente de pessoas. A economia global estava em perigo, e os bancos centrais foram alvo de ampla ira populista. Esses fatores ajudaram a aumentar o interesse no bitcoin como uma moeda comparativamente descentralizada, bem como sua tecnologia ponto a ponto subjacente (agora conhecida como "blockchain"). Mas o mecanismo de prova de trabalho (PoW) que valida transações no livro-bitcoin vem com custos de consumo de energia que aumentam exponencialmente à medida que a rede se expande. Os mecanismos mais recentes de consenso em blockchain abordam esse problema, entre os principais os a prova de participação (PoS).


O objetivo de um mecanismo de consenso de blockchain, em geral, é fornecer validação sem confiança e tolerância a falhas para uma rede ponto a ponto. É assim que o bitcoin conseguiu ganhar um momento tão significativo quanto uma moeda. Ao resolver problemas como o dilema dos generais bizantinos e o problema dos gastos duplos, o razão do bitcoin pode operar efetivamente como uma rede sem ponto central de autoridade ou falha. (Deseja aprender o básico sobre bitcoin? Confira Como o protocolo Bitcoin realmente funciona.)

Prova de Trabalho

O consenso de PoW realmente antecede o bitcoin por pelo menos uma década, mas nunca se tornou amplamente utilizado até depois que o white paper de Satoshi Nakamotos foi tornado público. O termo "prova de trabalho" foi cunhado em um documento publicado em 1999 por Markus Jakobsson e Ari Juels, e o conceito já existia de alguma forma limitada em 1993. No contexto do bitcoin (e de várias outras criptomoedas), o PoW é não apenas uma maneira de proteger e validar uma rede ponto a ponto, mas também um método pelo qual ganhar (ou "mina") a moeda. Cada minerador no blockchain do bitcoin contribui com o poder de computação para resolver as equações que validam o razão e, por sua vez, são recompensados ​​com criptomoeda após a conclusão bem-sucedida.


O PoW tem sido muito eficaz para proteger blockchains e provar, até certo ponto, a viabilidade da moeda digital. Mas também é comprovadamente um desperdício como um algoritmo de computação. Grande parte do poder de processamento dedicado ao consenso de PoW é desperdiçado, pois muitos dos hashes gerados não atendem aos critérios necessários para extrair / validar com êxito. E toda vez que um hash bem-sucedido é alcançado e um "bloco" é adicionado, a blockchain PoW se torna mais difícil (e ineficiente) de validar. O ano de 2017, em particular, viu um aumento significativo na atividade da rede de bitcoin e, em junho do ano seguinte, as estimativas indicaram uma taxa anual combinada de consumo de energia de cerca de 70 terawatt-hora para bitcoin e Bitcoin Cash.

Prova de Aposta

A prova de participação existe como um conceito desde pelo menos 2011 e foi gradualmente adotada por criptomoedas como Peercoin e Blackcoin ao longo dos próximos anos. Indiscutivelmente, a adoção mais notável do PoS veio em 2017 com o hard fork Casper da blockchain Ethereum. Em vez de mineradores, o protocolo PoS nomeia nós que possuem um certo limite de riqueza na blockchain (normalmente dentro de sua carteira principal) como validadores de transação. A "participação" refere-se à quantia que eles possuem que está bloqueada para validação, bem como carimbos de data e hora de circulação indicando as idades das transações. Embora não sem seus próprios problemas, o modelo de validação de PoS requer significativamente menos consumo de energia (pelo menos a longo prazo) que o PoW.

Há também uma série de variações notáveis ​​do protocolo PoS, bem como modelos semelhantes que não usam necessariamente a estaca como uma forma de validação. Por exemplo, a prova de participação delegada (DPoS) e a tolerância a falhas bizantina delegada (DBFT) realizam eleições na comunidade para conceder poder de validação aos nós das partes interessadas. Os modelos de prova de importância (PoI) (como o da blockchain NEM ou a controversa criptomoeda Petromoneda) recompensam os nós por contribuições positivas (como protocolos de pagamento especiais) para suas respectivas redes.

Embora o PoW e o PoS compartilhem o objetivo comum da integridade da rede por meio de alguma forma de validação coletiva, seus métodos de consenso diferem significativamente na filosofia e na funcionalidade, o que tende a ter efeitos divergentes na comunidade blockchain como um todo. A principal diferença entre os dois protocolos é que o PoW dedica temporariamente o poder de computação para ajudar a proteger sua rede, enquanto o PoS dedica temporariamente a riqueza (ou participação) existente como uma ferramenta de validação.

Pé de carbono

O impacto ambiental é uma preocupação crescente que ilumina riscos potenciais significativos da adoção do PoW. À medida que estudos oficiais recentes alertam de maneira esmagadora sobre aumentos anormais na temperatura da superfície e dos oceanos da Terra, aumento do nível do mar e todo tipo de outras mudanças alarmantes nos dados climáticos, a ampla adoção de uma criptomoeda baseada em PoW (como o bitcoin) provavelmente evocará profundas questões sociais e sociais. ramificações políticas em virtude apenas de sua ineficiência energética (muito menos de vários outros fatores, como regulamentação financeira e comércio global).

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No entanto, o potencial da blockchain em muitos setores diferentes (incluindo fintech e além) é profundo demais para ser ignorado. Existem aspectos da tecnologia que oferecem transparência e anonimato a sistemas que variam de bancos a mídia e comunicação. A natureza inerentemente imutável de uma blockchain pode torná-la tão responsável perante o público quanto tolerante a falhas. Além disso, aplicativos descentralizados (DApps) destacam a perspectiva da tecnologia blockchain como uma plataforma para desenvolvimento, distribuição e integração de software altamente democratizada. (A criptomoeda também é um foco para hackers. Saiba mais em Atividades de hackers aumentam junto com o preço das criptomoedas.)

Descentralização

O conceito de uma rede descentralizada ou razão levou a tecnologia blockchain a pessoas e instituições em todo o mundo. No entanto, se o PoW ou o PoS podem permanecer puramente descentralizados no longo prazo está sujeito a debate. Com a evolução gradual dos validadores de bitcoin da CPU para a GPU, e agora para os mineradores ASIC especializados (para não mencionar em regiões de mineração muito localizadas), o hardware e a mineração PoW por extensão tornaram-se altamente centralizados. E o PoS (não verificado por quaisquer normas ou restrições impostas pela comunidade) tende a concentrar a riqueza e, assim, centralizar o poder, por sua própria natureza. Essas questões combinadas destacam os possíveis benefícios de um sistema híbrido de PoW / PoS, bem como o de modelos mais recentes, como DPoS e PoI.

Outras inovações (como a Bitcoin Lightning Network) estão trabalhando em busca de soluções que possam aliviar parte do consumo de energia nas cadeias de bloco PoW existentes. Porém, se as redes PoW continuarem crescendo, parece improvável que elas mantenham um padrão de eficiência energética de longo prazo comparável aos modelos de consenso mais recentes (PoS, PoI, etc.). E como os governos e órgãos reguladores lidam com o crescente problema da tecnologia blockchain como um todo ainda está para ser visto.