การสังเกตข้อมูล: Bitcoin ใช้พลังงานมากกว่าแอฟริกาส่วนใหญ่รวมกัน
จากการปล่อยพลังงานที่สูญเปล่าในการขุดของ Musk ไปจนถึงการเปลี่ยน Ethereum ไปเป็นกลไกพิสูจน์การถือหุ้น จากการห้ามการขุดของจีนไปจนถึง CNBC เครือข่าย Bitcoin สามารถใช้ทรัพยากรจำนวนมากขนาดนั้นได้จริงหรือ?
คุณคงเคยเห็นทวีตของ Elon Musk ที่ประกาศว่า Tesla กำลังระงับ Bitcoin เป็นวิธีการชำระเงินเนื่องจากปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม ซึ่งเป็นเรื่องที่เข้าใจได้เนื่องจาก Tesla เป็นบริษัทสีเขียว Musk กล่าวในเดือนพฤษภาคม: “เรามีความกังวลเกี่ยวกับการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในการขุด Bitcoin และธุรกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ่านหินซึ่งมีการปล่อยเชื้อเพลิงที่เลวร้ายที่สุด” ทรัพยากรพลังงานส่วนใหญ่ของแอฟริกายังคงมีขนาดใหญ่มาก อาศัยก๊าซธรรมชาติ ถ่านหินและน้ำมัน ต้นทุนของโครงการเหล่านี้อยู่ไกลเกินเอื้อมสำหรับหลาย ๆ คนในทวีป โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับปริมาณพลังงานที่ต้องใช้ในการผลิตไฟฟ้าเพื่อขุด Bitcoin
Bitcoin ใช้พลังงานเท่าใดเมื่อเทียบกับแอฟริกา
เครดิตรูปภาพ: Kash
เครือข่ายการขุด Bitcoin ติดอันดับ 1 ใน 30 ของโลกในแง่ของการใช้พลังงาน ตามดัชนีการใช้พลังงาน Bitcoin ของ Digiconomist การใช้พลังงานของ Bitcoin สามารถให้พลังงานไฟฟ้าได้ 131.16 TWh สำหรับประเทศที่มีประชากรหลายสิบล้านคน ซึ่งมากกว่าการใช้พลังงานทั้งหมด 130.05 TWh สำหรับ 47 ประเทศที่มีการใช้พลังงานน้อยที่สุดในแอฟริกา จากการศึกษาในปี 2019 ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Joule Science พบว่าคาร์บอนไดออกไซด์ผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 22.9 เมกะตันต่อปี ซึ่งเกือบเท่ากับเซาตูเมและปรินซิปี คอโมโรส สาธารณรัฐแอฟริกากลาง กินี-บิสเซา จิบูตี บุรุนดี แกมเบีย , เซเชลส์, เคปเวิร์ด, โซมาเลีย, เอริเทรีย, เอสวาตินี, เซียร์ราลีโอน, ชาด, รวันดา, ไลบีเรีย, มาลาวี, ซูดานใต้, ไนเจอร์, เลโซโท, สาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโกและกินีผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณที่เท่ากัน ผลผลิตรวมกันของประเทศเหล่านี้ เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ 23.5 เมกะตัน สิ่งนี้จะไม่คงอยู่ตลอดไป แม้ว่าราคาของ Bitcoin จะเพิ่มขึ้นและสิ่งจูงใจสำหรับนักขุดก็เพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น ปัญหาอีกประการหนึ่งคือเหมืองส่วนใหญ่ตั้งอยู่ในประเทศจีนและพึ่งพาถ่านหินอย่างมาก จีนได้ปิดการดำเนินการขุด cryptocurrency เนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับการใช้พลังงาน
จากข้อมูล เราจะเห็นว่า Bitcoin สามารถก่อให้เกิดมลพิษอย่างใหญ่หลวงต่อสิ่งแวดล้อมได้ และเป็นเพียงหนึ่งในสกุลเงินดิจิทัลที่เติบโตอย่างต่อเนื่องนับพัน ในอัตรานี้ สภาพแวดล้อมของเราสามารถทนต่อสิ่งเหล่านี้ได้หรือไม่? คำตอบคือไม่ เรากำลังต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแล้ว การปฏิวัติ cryptocurrency จะต้องยั่งยืนมากขึ้นสำหรับตัวมันเองและ Odaily ของเรา
กลไกฉันทามติ PoW ของ Bitcoin และความสัมพันธ์กับการใช้พลังงาน
ดังที่นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Gaspard-Gustave de Corioli กล่าวไว้ว่า งานคือพลังงานที่มุ่งสู่การกระทำ และพลังงานคือ "งานที่ทำ" งานที่ทำเสร็จแล้วสามารถเก็บไว้ในสกุลเงินเช่น Bitcoin เพื่อใช้จ่ายในอนาคต กลไกฉันทามติของ Bitcoin ขึ้นอยู่กับ Proof of Work (PoW) ซึ่งใช้พลังงานเพื่อให้ blockchain ทำงานอย่างปลอดภัย
ในกระบวนการสร้างบล็อกใหม่ นักขุดต้องแก้เกมทายผลซึ่งธุรกรรมรวมบวก "nonce" ถูกแทรกลงในฟังก์ชันแฮช SHA-256 ในกรอบเวลาเฉลี่ย 10 นาที จนกว่าผลลัพธ์จะตรงตามเกณฑ์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งกำหนดโดย โปรโตคอล ในรายละเอียดเพิ่มเติม นักขุดจะดึงธุรกรรมที่ยังไม่ได้รับการยืนยันจาก mempool และรวมไว้ในบล็อกใหม่ บล็อกนี้มีข้อมูลหลายส่วนในส่วนหัวของบล็อก จากนั้นนักขุดจะใช้ส่วนหัวของบล็อก เพิ่มจำนวนสุ่มที่เรียกว่า "nonce" และใส่ลงในฟังก์ชันแฮช ซึ่งได้ผลลัพธ์เป็นตัวเลข 256 บิต เครือข่ายจะยอมรับเฉพาะผลลัพธ์ที่มีขนาดเล็กกว่าขีดจำกัดที่กำหนดไว้ โดยโปรโตคอลบล็อกเชนกำหนดไว้ล่วงหน้าอีกครั้ง และเรียกว่า "เป้าหมาย" (เช่น 32 บิตแรกของผลลัพธ์ที่ส่งคืนจะต้องเป็นศูนย์ [แบบง่าย])
นักขุดใส่ชุดธุรกรรมที่รวมอยู่ในบล็อกซ้ำ ๆ ในฟังก์ชันแฮชจนกว่าผลลัพธ์จะตรงตามเกณฑ์ จำนวนการทดลองดังกล่าวต่อวินาทีเรียกว่า "อัตราการแฮช" นักขุดคนแรกที่ได้รับผลลัพธ์ที่ตรงตามเกณฑ์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าจะออกอากาศผลลัพธ์ไปยังเครือข่ายและได้รับรางวัลบล็อก ซึ่งรวมถึงค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมสำหรับธุรกรรมที่รวมอยู่ในบล็อกด้วย เนื่องจากคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกันของ Bitcoin และโลหะมีค่า กระบวนการนี้จึงเรียกว่า "การขุด" ชื่อสมมติของ Satoshi Nakomoto ผู้ประดิษฐ์ Bitcoin ได้สนับสนุนคำกล่าวอ้างนี้ในโพสต์หนึ่งของเขา
“ในแง่นั้น [Bitcoin] เป็นเหมือนโลหะมีค่ามากกว่า อุปทานถูกกำหนดไว้แล้วและมูลค่าจะเปลี่ยนไป แทนที่จะเปลี่ยนอุปทานเพื่อรักษามูลค่าให้คงที่” — Satoshi Nakamoto
จำนวนของ bitcoins ที่ออกต่อบล็อกถูกกำหนดโดยโปรโตคอล เป็นผลให้อุปทานของ Bitcoin ได้รับการควบคุมทางคณิตศาสตร์และจำกัด — ซึ่งตรงกันข้ามกับเงินที่ออกโดยธนาคารกลาง เมื่อเวลาผ่านไป จำนวน bitcoins ใหม่ที่ออกต่อบล็อกลดลง 50% "การลดจำนวนลงครึ่งหนึ่ง" นี้เกิดขึ้นทุกๆ 210,000 บล็อค หรือทุกๆ 4 ปีโดยประมาณ ปัจจุบันมีการออก 12.5 bitcoins สำหรับแต่ละบล็อกที่ขุดได้
กลไกการพิสูจน์การทำงานของ Bitcoin ถูกตั้งค่าให้ปรับความยากในการค้นหาบล็อกใหม่ทุก ๆ บล็อกในปี 2559 และเวลาเฉลี่ยในการค้นหาบล็อกใหม่คือประมาณ 10 นาที ความยากจะได้รับผลกระทบจากกำลังการประมวลผลที่เครือข่ายมีให้ (ยิ่งพลังการประมวลผลสูง ความยากก็จะยิ่งสูงขึ้น)
ซึ่งหมายความว่ามีตลาดการขุดที่มีอุปทานคงที่ของ bitcoins ตามที่กำหนดโดยโปรโตคอล และความต้องการที่ผันแปรสำหรับพลังการประมวลผลตามความยากที่กำหนดโดยอัตราแฮชโดยรวม เนื่องจากกฎของอุปสงค์และอุปทาน รางวัล bitcoin ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าต่อบล็อก ราคา bitcoin ปัจจุบัน และต้นทุนการขุดจะเป็นตัวกำหนดจำนวนนักขุดที่คุ้มค่าที่สามารถมีส่วนร่วมในการรักษาความปลอดภัยเครือข่าย ในตลาดที่มีประสิทธิภาพ ค่าพรีเมียมเป็นศูนย์ ซึ่งหมายความว่าผลตอบแทนเล็กน้อยจากการเผาไหม้พลังงาน 1 กิโลวัตต์ชั่วโมงผ่านการพิสูจน์การทำงานจะเท่ากับต้นทุนการขุดส่วนเพิ่ม สูตรสำหรับรางวัลบล็อกรวมถึงค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมคือ:
การปรับความยากในการขุด Bitcoin โดยอัตโนมัติส่งผลให้ระบบแก้ไขตัวเองแบบไดนามิก สมมติว่าราคา Bitcoin และรางวัลบล็อกคงที่ในขณะที่ต้นทุนการขุดเพิ่มขึ้น เพื่อให้สมการข้างต้นคงอยู่ มีคนจำนวนน้อยลงที่จะขุด ซึ่งจะช่วยลดความยากในการขุดในที่สุด สิ่งที่ตรงกันข้ามก็เป็นจริงเช่นกัน: ต้นทุนการขุดลดลง โดยสมมติว่าด้านซ้ายของสมการยังคงเหมือนเดิม นักขุด bitcoin จำนวนมากจะออนไลน์ ซึ่งเพิ่มความยาก
อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ความสมดุลที่สมบูรณ์แบบไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากนักขุดไม่ได้ปิดอุปกรณ์ของตนในทันทีเมื่อไม่สามารถทำกำไรได้ นอกจากนี้ การเพิ่มขึ้นของอัตราแฮชล่าช้าเนื่องจากข้อกำหนดด้านเวลาการผลิตและการจัดส่ง สิ่งนี้ทำให้เจ้าของอัตราแฮชที่มีอยู่ได้เปรียบโดยพลการเมื่อราคาของ Bitcoin เพิ่มขึ้น
สามารถสรุปได้:
การใช้พลังงานเพื่อให้ Bitcoin blockchain ทำงานนั้นขึ้นอยู่กับอัตราแฮชของเครือข่ายและการใช้พลังงานของนักขุดแต่ละคน
รางวัล Bitcoin ถูกกำหนดโดยโปรโตคอล
พลังการขุดที่คุ้มค่าโดยรวมถูกกำหนดโดยตลาด (รางวัล Bitcoin ต่อบล็อกและราคา Bitcoin)
การปฏิวัติ Crypto ที่ยั่งยืนต่อสิ่งแวดล้อม
โชคดีที่ในบรรดาสกุลเงินดิจิทัลชั้นนำ Bitcoin เป็นสกุลเงินเดียวที่ใช้พลังงานมากขนาดนี้ Ethereum กำลังเปลี่ยนไปใช้กระบวนการที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง และเหรียญชั้นนำอื่น ๆ เช่น Cardano ต้องใช้เวลาในการใช้พลังงานน้อยลงมาก
มีสองทางแก้ไขสำหรับวิกฤตสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการปฏิวัติสกุลเงินดิจิทัล Bitcoin และ cryptocurrencies อื่น ๆ ส่วนใหญ่ใช้แนวคิดที่เรียกว่า "Proof of Work" (PoW) เพื่อตรวจสอบธุรกรรมแต่ละรายการ กลไกการพิสูจน์การทำงานช่วยให้มั่นใจว่าการโจมตีบนเครือข่ายมีค่าใช้จ่ายสูง และกลไกนี้ช่วยให้สามารถแก้ไขข้อขัดแย้งได้ในกรณีที่เกิดการแตกแยกของห่วงโซ่ นอกจากนี้ การพิสูจน์ผลงานยังช่วยลดความน่าเชื่อถือเนื่องจากห่วงโซ่ที่ถูกต้อง ซึ่งเป็นห่วงโซ่ที่มีงานสะสมมากที่สุด ทุกคนสามารถรับรองได้อย่างง่ายดาย
แต่แนวคิดนี้มีข้อบกพร่องพื้นฐาน และนั่นคือปัญหาของความสามารถในการปรับขนาด อุปทานของ Bitcoin นั้นมีอยู่อย่างจำกัดและในขณะที่อุปทานลดน้อยลงก็ใช้เวลานานขึ้นในการตรวจสอบการทำธุรกรรมซึ่งจะทำให้ใช้พลังงานมากขึ้นกว่าที่เคยเพื่อสร้างบล็อกทำให้เส้นทางใช้เวลาน้อยลง เป็นไปไม่ได้ ในความเป็นจริง มีโกดังทำเหมืองหลายแห่งทั่วโลกที่แข่งขันกันเพื่อแก้ปัญหาที่มีอยู่ให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เนื่องจากมีเพียงคอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดเท่านั้นที่สามารถพิสูจน์การทำธุรกรรมและรับรางวัลจากคอมพิวเตอร์หลายร้อยเครื่องที่แข่งขันกันเพื่อแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์เดียวกัน ซึ่งหมายความว่า 99% ของพลังงานทั้งหมดที่เข้าสู่ธุรกรรมนั้นเป็นพลังงานที่สูญเปล่า
ทางออกหนึ่งคือการรวมศูนย์บางส่วน ปัญหาทั้งหมดของระบบพิสูจน์หลักฐานคือความสามารถในการตรวจสอบธุรกรรมในลักษณะที่กระจายอำนาจ บางคนเชื่อว่าหน่วยงานกลางที่ผลิตเหรียญด้วยอัลกอริธึมจะลดการสูญเสียพลังงาน ตัวอย่างเช่น cryptocurrencies บางตัวได้แนะนำแนวคิดที่เรียกว่า pre-mining ซึ่งต้องการหน่วยงานกลางในการสร้างโทเค็นที่ใช้ blockchain จำนวนหนึ่งก่อนที่จะเผยแพร่สู่สาธารณะ ในระยะยาว หลายคนไม่เห็นด้วยกับแนวคิดของการรวมศูนย์บางส่วน โดยต้องการให้เทคโนโลยีบล็อกเชนกระจายอำนาจอย่างเต็มที่
อีกวิธีหนึ่งคือเปลี่ยนไปใช้การขุดแบบพิสูจน์ผลการเดิมพัน (PoS) และใช้พลังงานหมุนเวียน โดยพื้นฐานแล้ว ระบบ Proof Of Stake จะขจัดกระบวนการคำนวณที่แข่งขันได้ของระบบ Proof Of Work ในขณะที่ยังคงกระจายอำนาจทุกอย่าง (กระจายอำนาจมากกว่า PoW) ช่วยให้คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องในระบบจัดการทีละงาน ระบบ Proof-of-stake กำหนดให้ผู้ตรวจสอบความถูกต้อง/นักขุดต้องวางเงินดิจิตอลจำนวนหนึ่งเพื่อเป็นหลักประกัน ซึ่งเรียกว่า "stake" ในทางกลับกัน อัลกอริทึมจะมีตัวตรวจสอบความถูกต้องสร้างบล็อกถัดไปในบล็อกเชนเป็นระยะๆ สิ่งนี้ช่วยลดการใช้พลังงานได้อย่างมากเมื่อเทียบกับระบบพิสูจน์การทำงาน เนื่องจากไม่จำเป็นต้องแข่งขันกันเพื่อแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน
นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาหลายอย่างที่ทำให้ Bitcoin blockchain มีประสิทธิภาพมากขึ้น การพัฒนาเหล่านี้รวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพ เช่น การแบทช์ธุรกรรมและการเข้ารหัสขั้นสูง รวมถึงเลเยอร์เพิ่มเติมที่ด้านบนของ Bitcoin เช่นการแลกเปลี่ยน ธนาคาร Bitcoin ไซด์เชน และ Lightning Network
เป็นที่น่าสนใจอย่างยิ่งที่ Lightning Network จะปรับขนาดปริมาณการทำธุรกรรมของ Bitcoin โดยการลดจำนวนพลังงานเฉลี่ยที่ต้องใช้ในการทำธุรกรรม Bitcoin ให้ปลอดภัย ในฐานะที่เป็นระบบการชำระเงินแบบ peer-to-peer แบบกระจายอำนาจที่ใช้ฉันทามติของ Bitcoin blockchain เป็นชั้นการชำระเงินเพื่อสืบทอดคุณสมบัติความน่าเชื่อถือที่เป็นเอกลักษณ์ Lightning Network ไม่พึ่งพารายการในบัญชีแยกประเภทที่ใช้ร่วมกันที่เรียกว่า blockchain และในทางทฤษฎีสามารถประมวลผลหลายพันล้าน ของการทำธุรกรรมต่อวินาที
การทำธุรกรรมที่ดำเนินการบนเลเยอร์ที่สองแบบรวมศูนย์ (การแลกเปลี่ยนเช่น Coinbase) ไม่ได้ถูกวางไว้บนบล็อกเชนและไม่ใช้พลังงานโดยตรง ในกรณีนี้ ความไว้วางใจมาจากนิติบุคคลที่บันทึกธุรกรรม bitcoin สำหรับลูกค้าและดูแลบัญชีแยกประเภทว่าใครเป็นเจ้าของ bitcoin เท่าใด การพัฒนาเหล่านี้นำไปสู่การชำระเงินมากขึ้น (หากไม่จำกัด) โดยไม่ต้องใส่ลงในบล็อกเชน นี่คือเหตุผลที่การเพิ่มขึ้นของการทำธุรกรรม Bitcoin จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าพลังงานเฉลี่ยที่ต้องใช้ต่อการทำธุรกรรม Bitcoin จะลดลงจนเกือบเป็นศูนย์
