Вы здесь

PoW эффективен

Большинство людей считает, что протокол Биткоина «Доказательство работы» (далее – PoW) – это расточительство. В этой статье я привожу исследование, что все является энергией: деньги – это энергия, использование энергии носит субъективный характер, и расходы на энергию в случае с PoW зависят от существующих систем управления.

PoW эффективен

Эта статья представляет собой компиляцию мнений многих людей в крипто-пространстве, и моя задача заключалась в агрегации, дистилляции и комбинации мнений.

Сразу хочу предупредить, что я не заявляю, что в текущем исполнении протокол PoW идеален и что он будет заменен более оптимальной комбинацией PoW / PoS (PoS – протокол «Доказательство доли»).

Работа – это энергия

Идея о том, что «работа» является энергией, возникла тогда, когда французский математик Гаспар-Гюстав де Кориолис выдвинул концепцию о том, что энергия – это «выполненная работа». Раньше вся работа в экономике выполнялась исключительно людьми. И триггером к ее осуществлению была еда.

Около миллиона лет назад люди открыли для себя огонь. В результате, увеличилась доступная нам энергия, потому что теперь мы могли согреться не только от того, что мы ели, но и от горения. Таким образом, это дополнительное потребление энергии повысило наш уровень жизни.

Несколько тысяч лет назад, когда мы приручили животных, наше потребление энергии увеличилось еще больше. Животные могут работать вместо нас. Этих новых рабочих тоже нужно было кормить. Чтобы удовлетворить спрос на энергию, потребовалось большое количество продовольствия, и наше процветание возросло.

За последние несколько сотен лет мы построили замечательные машины. Эти механизированные машины выполняли работу, сначала используя такие ресурсы, как вода и ветер, а затем более дешевые источники, такие как уголь и газ, а теперь ядерные источники (расщепление и синтез). И машины, и природа создают работу посредством использования энергии. У нас есть экономика, основанная не на деньгах, а на работе и энергии.

Все вещи в нашей жизни тесно связаны с ценой энергии. Очищение воды требует энергии. Транспортировка продуктов требует энергии. Производство продуктов требует энергии. Приготовление пищи требует энергии. Холодильники и морозильники требуют энергии. На свободном рынке стоимость любого товара в значительной степени отражает энергию, используемую для производства этого товара. Поскольку свободные рынки поощряют товары с самыми низкими ценами, энергия, используемая для производства любого товара, сводится к минимуму. Деньги, которые представляют собой работу, необходимую для производства товаров и услуг, также можно рассматривать как накопленную энергию.


Мировой ВВП в долларах США в 2010 году (взято из USDA) по сравнению с мировым потреблением энергии (из статистического обзора ВР мировой энергетики 2014 года).

В начале 20-го века лидеры отрасли, такие как Генри Форд и Томас Эдисон, были заинтересованы в замене золота или доллара на «энергетический доллар» или «единицы энергии» (товар/энергетическая валюта). Эта концепция была популярна благодаря своим качественным денежным характеристикам, включая: четко определенную расчетную единицу, простое измерение / нелегко подделать, делимость на более мелкие единицы и взаимозаменяемость (что эти единицы будут эквивалентны любой другой единице). Однако энергетические деньги имели недостатки — их было трудно передавать и хранить.

«чтобы заставить мужчину или женщину возжелать вещь, сделайте ее труднодостижимой» — Марк Твен

Перенесемся в 31 октября 2008 года: Сатоши публикует презентацию (т.н. «white paper») о Биткоине. Протокол Биткоина «доказательство работы» (PoW) был изначально придуман как мера против спама. Только потом Сатоши адаптировал его к использованию в цифровых деньгах. Если посмотреть на майнинг по протоколу PoW изнутри, то это использование специальных машин (Асиков) для преобразования электричества в Биткоины (через вознаграждение за блоки). Машина неоднократно выполняет хэш-операции (догадки / голоса), пока не решит криптографическую головоломку и не получит Биткоины (вознаграждение за блок). Решение головоломки доказывает, что майнер потратил энергию в виде Асиков и электричества, т.е. это доказательство того, что майнер вложил в работу.

У Биткоина капиталистический механизм голосования «рискуешь деньгами – получаешь голоса», который осуществляется с помощью энергии/Асиков для генерирования хэшей (голосов). Хуго Нгуен

Когда Сатоши разрабатывал PoW, он вносил принципиальные изменения в процесс формирования консенсуса между людьми, т.е. он заменил политическую схему голосования на аполитичную (хэши), через преобразование энергии. PoW-доказательство сжигания, или подтверждение того, что энергия была сожжена. Почему это так важно? Это самый простой и справедливый способ для физического мира проверить что-то в цифровом мире. PoW-это физика, а не код. Биткоин-это супер товар, отчеканенный из энергии, фундаментальный товар Вселенной. PoW превращает электричество в цифровое золото.

Неизменность реестра биткоина возможна только при условии дороговизны его создания. Тот факт, что доказательство работы (PoW) «дорогостояще», является особенностью, а не ошибкой. До недавнего времени под защитой понималось возведение толстой физической стены вокруг того, что считается ценным. Новый мир криптовалюты является неинтуитивным и странным — нет никаких физических стен, чтобы защитить наши деньги, нет дверей, чтобы получить доступ к нашим хранилищам. Публичный реестр Биткоина защищен коллективной мощностью хэширования: суммой всей энергии, затраченной на построение стены. И в силу прозрачности и дороговизны его конструкции потребовалось бы эквивалентное количество энергии, чтобы разрушить его (непростительная дороговизна).

Потребление энергии

Приближается криптоапокалипсис: (PoW) биткоина настолько плох, что он приведет к уничтожению мира в 2020 году! Вы, наверное, заметили, что большинство статей из разряда «Судного дня» были основаны на результатах анализа, представленного Алексом Де Ври, «финансовым экономистом и блокчейн-специалистом», работающим на PwC (Нидерланды), и автором сайта Digiconomist. Его оценка уже получила справедливую долю критики из-за слабого расчета потребления энергии. Но выбранный им KPI «потребление электроэнергии за транзакцию» намеренно вводил в заблуждение по нескольким причинам:

  • Потраченная энергия – это за один блок, который может иметь различное количество транзакций. Больше сделок не означает больше энергии.
  • Экономическая плотность биткоин-транзакции постоянно растет (батчинг, Segwit, Lightning и т.д.). Поскольку биткоин становится все более расчетной сетью, каждая единица энергии в экспоненциальной прогрессии обеспечивает все большую экономическую ценность.

Батчинг – это процесс, с помощью которого несколько транзакций объединяются в одну и совместно передаются по блокчейну, в следствие чего значительно уменьшается совокупное количество транзакций в Биткоин сети.

Segregated Witness (сокращенно SegWit) — реализованное обновление протокола, призванное решить проблему пластичности транзакций блокчейна Биткоин, а также увеличить её пропускную способность.

Lightning — это платежная система, которая позволит почти бесплатно выполнять огромное количество транзакций вне блокчейна Биткоина, и для этого не придется жертвовать безопасностью.

  • Средняя стоимость одной транзакции не является достаточной метрикой для измерения эффективности PoW Биткоина, она должна определяться из расчета безопасности экономической истории. Расход энергии обеспечивает запас биткоина, и этот процент со временем снижается по мере снижения инфляции. Биткоин "накапливает" энергию, связанную со всеми блоками, добытыми с момента его создания. ЛоранМТ, исследователь, обнаружил опытным путем, что PoW биткоина действительно становится более эффективным с течением времени: увеличение стоимости уравновешивается еще большим повышением совокупной стоимости, обеспечиваемой системой.

Теперь, когда мы знаем, какой KPI правильный для расчета ROI (доходность инвестиций) по потреблению энергии, давайте взглянем на то, каковы тенденции по энергетическим затратам для PoW Биткоина.

Скорость повышения эффективности асиков замедляется. По причине замедления роста эффективности можно ожидать увеличения конкуренции среди производителей по мере сужения запасов.


https://cseweb.ucsd.edu/~mbtaylor/papers/Taylor_Bitcoin_IEEE_Computer_2017.pdf

https://research.bloomberg.com/pub/res/d3bgbon7nESTWTzC1U9PNCxDVfQ

Общая стоимость майнинга будет складываться не из начальной цены асиков (капитальные затраты), а из текущих расходов на электроэнергию для выполнения работы (операционные затраты). Поскольку физическое расположение центров для майнинга не имеет значения для сети Биткоин (они являются подвижными), майнеры стекаются в те районы, где электроэнергию можно генерировать в избыточном объеме за минимально возможные цены. В долгосрочной перспективе у этой модели есть потенциал для создания более эффективных мировых энергетических рынков, в которых майнеры биткоинов будут выступать в роли арбитражной стороны по распределению электроэнергии между мировыми центрами. Стоимость майнинга Биткоинов будет приравнена к самой низкой (избыточной) стоимости электроэнергии. Это может решить проблему возобновляемых источников энергии, у которых предсказуемые запасы, которые в противном случае тратятся впустую, как гидро-и сжигаемый метан. В будущем майнинг Биткоинов может помочь с возобновляемыми источниками энергии, которые имеют переменный объем производства: производители энергии могут подключить к делу майнеров и начать хранить избыточную энергию в виде биткоинов.

Алюминий был популярным средством «экспорта» электричества из страны с избытком возобновляемых энергетических ресурсов, которые оставались неокупаемыми (например, Исландия). Выплавка боксита (он же алюминиевая руда) требует огромного количества энергии, и превращение его в алюминий является односторонней функцией (так же, как хэш). Те же опасения относительно «несправедливого» расхода энергии имели место для алюминия почти 40 лет назад — 1979 (включая опасения относительно централизации). Все эти компании непрестанно рыскали по планете в поисках дешевой электроэнергии и других благ. По мере того, как производство алюминия становилось все более зрелым в течение десятилетий, кВтч на кг произведенного алюминия стал более эффективным.


https://www1.eere.energy.gov/manufacturing/resources/aluminum/pdfs/al_theoretical.pdf

«Эта глобальная энергетическая сеть освобождает неокупаемые активы и делает новые активы жизнеспособными. Представьте себе трехмерную топографическую карту мира, на которой активные участки с дешевой энергией находятся ниже, а дорогостоящая энергия – выше. Я представляю себе майнинг Биткоинов в виде стакана воды, которую вылили на поверхность и которая равномерно заполнила собой все трещинки и впадинки на ней» — Ник Картер

PoW Биткоина – это покупатель последней инстанции для всего электричества, создающий основу для стимулирования строительства новых производящих энергию электростанций среди в корне отличных источников энергии, которые в противном случае оставались бы неиспользованными.

«Когда энергия, используемая для PoW, *перестанет* расти? Именно тогда, когда достаточно производителей энергии начали выполнять PoW напрямую так, что предельная отдача от сжигания кВт-ч энергии через PoW стала равна маржинальному доходу от продажи этого кВт-ч в сеть – когда «вознаграждение» на PoW уменьшается до нуля. Я называю это равновесие «точкой Накамото». Я подозреваю, что когда это равновесие будет достигнуто, PoW будет использовать от 1-10% энергии в мире». — Дхрув Бансал

Некоторые жалуются, что майнинг биткоинов не делает «ничего полезного» типа поиска простых чисел. Хотя введение дополнительного вознаграждения за выполнение работы может показаться благой идеей, на самом деле оно ставит под грозу безопасность. Разбиение награды может привести к ситуации, когда «лучше выполнять второстепенную функцию, чем основную». Даже если бы второстепенная функция была безобидной (нагреватель), вместо ожидаемых 100 долларов за х хэшей мы бы перешли к 100 долларов + 5 долларов тепла за х хэшей. «Нагреватель для майнинга» - это просто еще одно средство увеличения аппаратной эффективности, приводящее к повышению сложности и увеличению (потребляемой энергии/блок). К счастью, у Биткоина никогда не будет этой проблемы, поскольку его безопасность гарантирована чистотой его алгоритма «доказательство работы».

Примечание: Биткоин уже приносит пользу для общества (майнинг не был бы столь прибыльным, если это было не так), и нерационально просить майнеров выполнять альтруистическую функцию без вознаграждений.

Относительные издержки

Все требует энергии (первый закон термодинамики). Утверждение, что одно какое-то использование энергии в большей или меньшей степени расточительней, чем другое, является полностью субъективным, поскольку все пользователи платят рыночную ставку за использование этого электричества.

«Если бы люди решили, что электричество стоит того, чтобы тратить на него деньги, оно не использовалось бы впустую. Те, кто расходует это электричество, вознаграждаются валютой в виде биткоинов». — Сайфедин Аммоус

В термодинамике Вселенная является конечной замкнутой системой. Использование биткоином избыточной электрической мощности потребляет меньше электроэнергии, чем существующие фиатные системы, которые не только имеют банковскую инфраструктуру, но и военно-политическую машину. «Чистый позитивный» результат-это энергетический компромисс для использования этого электричества в качестве основы финансовой системы. Ниже я делаю грубое сравнение с существующими финансовыми, военными и политическими системами (Примечания находятся в нижней части статьи)


Цивилизация I типа

В погоне за дешевыми источниками энергии мы откроем еще большее экономическое изобилие в реальном мире. Биткоин, благодаря использованию этих новых или в корне других источников энергии, не только двигает нас вперед к экономике Кардешева I типа, но и может приблизить нас к энергетической цивилизации Кардешева I типа (мы находимся на отметке ~0,72 по шкале Кардашева). Благодаря майнингу Биткоинов в качестве стимулирующей силы можно сократить время, которое мы достигаем до T1 за 200 лет, до менее чем нескольких десятилетий. По достижении статуса I типа придется меньше ограничивать рост потребления энергии, что повышает уровень жизни каждого.

Тот напор в поиске дешевых источников электроэнергии ускорит усилия по созданию термоядерных реакторов. Природа показывает нам путь, наполняя энергией всю Вселенную с помощью ядерного синтеза (звезды). Люди находятся в процессе эмуляции природы путем создания термоядерных реакторов. По оценкам, потребуется около 80 миллиардов долларов для проведения исследований в течение десятилетий, чтобы, наконец, запустить ядерный синтез. Топливо для синтеза (в первую очередь дейтерий) существует в изобилии в океане Земли, который потенциально может удовлетворить мировые энергетические потребности в течение миллионов лет. Термоядерная энергия обладает многими преимуществами возобновляемых источников энергии, таких как долгосрочное энергоснабжение и отсутствие выбросов парниковых газов или загрязнения воздуха. Синтез смог бы обеспечить очень высокую плотность производства электроэнергии и бесперебойное питание. Другим аспектом термоядерной энергетики является то, что на себестоимости продукции не сказывается отрицательный эффект масштаба. Стоимость воды и энергии ветра, например, растет, так как в первую очередь идет разработка оптимальных мест, в то время как генераторы следующего поколения должны быть расположены в менее идеальных условиях. Благодаря термоядерной энергии цена производства не сильно увеличится, даже если будет построено большое количество станций, потому что сырцового ресурса (морской воды) в изобилии.

«Вода, вода, везде вода, но нельзя выпить ни капли».- Сэмюэль Тейлор Колеридж

Термоядерная энергия и другие более дешевые источники энергии позволят решить серьезные проблемы человечества, как, например, дефицит пресной воды. Мы окружены морской водой, но опреснительные станции, которые удаляют соль из морской воды, требуют большого количества энергии. Затраты на опреснение морской воды в настоящее время выше, чем стоимость самой пресной воды, грунтовых вод, рециркуляции воды и сохранения воды.

Человечество тяготеет к исследованиям, поднимается высоко в горы, спускается к морскому дну, подбирается к сердцу атома, к самой ткани пространства-времени; оно стремится к росту и не хочет быть ограниченным пределом энергии. Мы доберемся до звезд.

Стоят ли доверительные расчеты в размере 1,34 триллиона долларов в год между контрагентами с дополнительным преимуществом в виде более дешевой энергии для всех 4,5 миллиадов долларов при текущих расходах на майнинг? Я думаю, что ответ – это громкое да.

Примечания:

  • Все расходы указаны в долларах США
  • «Правительственные расходы» - это суммарные годовые расходы, включая раходы на военку
  • В 2006 году Минобороны использовало почти 30 000 гигаватт-часов (ГВтч) электроэнергии, по стоимости это почти 2,2 млрд долларов.
  • Мировые военные расходы ежегодно составляет около 1,7 триллиона долларов.
  • Первоначальное исследование, на котором базируется этот анализ.
  • Затраты на золотодобычу, банковскую систему, переработку золота оценены исходя из 2014 года.
  • Банковская система и государственные оценки представляют собой совокупность годовых расходов, которые включают в себя затраты на электроэнергию.
  • Потребление энергии США в процентном мировом соотношении.
  • Расходы правительства США на электроэнергию.
  • Расходы на майнинг биткоинов.
  • 63,8 млрд долларов в год тратится только на электроэнергию для банковской системы.
  • Биткоин имел 0 зарегистрированных смертей работников, в то время как золото имело 50 000 зарегистрированных смертей за последние 100 лет.
  • Инфляция фиатной валюты составляет примерно 2-3% в год, что является скрытым налогом, который размывает сбережения. Затраты огромны по расчетам и не учитываются.
  • Биткоин не выпускается правительством, мало коррупции, вовлеченной в процесс распределения.

Дэн Хелд

Категория: 
Криптовалюты
Технология: 
5
Ваша оценка: Нет Средняя: 4.3 (4 оценок)
6716 / 1
Аватар пользователя admin
Публикацию добавил: admin
Дата публикации: пн, 10/01/2018 - 16:36

Что еще почитать:

Комментарии:

Спорить сложно, майнинг с использованием алгоритма доказательства работы самый надежный. Но, затраты лишь на PoW добычу биткоина уже сейчас огромны, а что будет дальше. Пусть на планете многие тратят гораздо больше, но так будет не всегда! Ещё одним минусом PoW-майнинга для биткоина является низкая масштабируемость криптовалюты и по сути биткоин обречён стать лишь средством накопления.

вт, 10/02/2018 - 00:14

Один умный человек как то мне объяснил пользу Pow по сравнению с PoS. PoW - это по сути единственная вещь в структуре биткоин, которая связывает виртуальный мир и реальный.

вт, 10/02/2018 - 10:25

Не слишком ли высока цена такой связи? Хотя я не спорю насчёт того, что PoS не идеален.

вт, 10/02/2018 - 11:18

Я не сторонник ни Pow-майнинга ни PoS-майнинга, у каждого есть свои преимущества и недостатки! Возможно со временем появится что-то новое, которое возьмёт все лучшее от обоих алгоритмов!

чт, 10/04/2018 - 00:28

С точки зрения ценности криптовалюты выигрывает PoW-майнинг за счёт вкладываемых ресурсов и работы, с другой стороны PoS-майнинг более экологичный, но имеет меньшую ценность. Ещё одной проблемой алгоритма доказательства владения является то, что богатые богатеют быстрее, а криптовалюты наоборот задумывались, как децентрализованные платежные системы. Именно поэтому мне ближе алгоритм доказательство работы (PoW).

сб, 10/06/2018 - 21:45

Может быть майнинг на алгоритме proof of work подстегнёт исследователей в поиске решений для получения дешёвых источников энергии.

чт, 10/18/2018 - 09:49

Добавить комментарий