پادکست «چالش‌های پیش‌روی بلاک‌چین بیت‌کوین چیست؟»

چالش‌های پیش‌روی بلاک‌چین بیت‌کوین چیست؟

نقد و بررسی
زمان مطالعه : 20 دقیقه

بلاک‌چین بیت‌کوین را می‌توان اولین اقدام موفق برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها، از طریق یک پروتکل غیرمتمرکز دانست. با این حال، الگوریتم مورد استفاده در بیت‌کوین، می‌تواند این شبکه را به یکی از منسوخ‌ترین تکنولوژی‌ها در حوزه امور مالی تبدیل کند. پردازش تراکنش‌ها در یک شبکه مبتنی بر الگوریتم اجماع اثبات کار (POW)، نه تنها بسیار کند انجام می‌شود، بلکه نیازمند مصرف برق زیاد نیز می‌باشد. پرمصرف بودن این شبکه یکی از بدیهی‌ترین معایبی است که اغلب توسط جامعه‌ی بیت‌کوین نادیده گرفته می‌شود. در این مقاله سعی کرده‌ایم مصرف برق صنعت ماینینگ بیت‌کوین و اثرات مخرب آن را مورد نقد و بررسی قرار دهیم.

 

بلاکچین بیت‌کوین و الگوریتم اثبات کار

ساتوشی ناکاماتو اولین ارز دیجیتال به نام بیت‌کوین را به‌وجود آورد تا از مردم در برابر انحصارطلبی مالی سیاست‌مدارها و بانکدارها محافظت کند. به طور کلی، آن چیزی که ساتوشی خواهان دستیابی به آن است، یک شبکه پرداخت جهانی غیرمتمرکز است که کنترل و مدیریت آن در دستان یک نهاد مرکزی مثل بانک نیست. این شبکه پرداخت، بستری را فراهم می‌کند که افراد بتوانند مبادلات مالی خودشان را به صورت همتابه‌همتا، یعنی به طور مستقیم و بدون اینکه همدیگر را بشناسند یا اعتماد داشته باشند، انجام دهند. بلاک‌چین؛ تکنولوژی زیرساختی برای این شبکه پرداخت است که تراکنش‌ها یا پرداخت‌ها را به شکلی امن، پردازش و ثبت می‌کند.

 

بلاک‌چین از پروتکل یا الگوریتم اجماع استفاده می‌کند تا سیستم مالی خود را مدیریت کند و همچنین مطمئن شود که اعضای شبکه، تراکنش تقلبی در آن ثبت نخواهند کرد. الگوریتم اجماعی که بلاک‌چین بیت‌کوین استفاده می‌کند، اثبات کار (POW) است. در POW، اعضای شبکه ملزم به انجام یک کار محاسباتی هزینه‌بر می‌شوند. درواقع، این کار محاسباتی شرطی است که به ماینرها توانایی ایجاد بلاک‌های جدید و صلاحیت دریافت پاداش در ازای آن را می‌دهد. در یک مقاله در سایت بلاک‌پست، الگوریتم اجماع اثبات کار به تفصیل توضیح داده شده است. پیشنهاد می‌کنیم حتما آن را مطالعه کنید؛ به خصوص اگر با برخی مفاهیم آشنایی ندارید.

 

اشتهای سیری ناپذیر بیت کوین به انرژی

بدیهی است که سخت‌افزارهای ماینرها باید برق مصرف کنند تا بتوانند فرایند هشینگ را انجام دهند. در بلاک‌چین‌ بیت‌کوین، سخت‌افزارهای ماینینگ برای رسیدن به هش صحیح باید میلیون‌ها یا حتی تریلیون‌ها بار تابع هش را اجرا کنند؛ بنابراین برق مصرفی آن‌ها بسیار بسیار زیاد است.

 

  • به طور خلاصه، ماینرها در بلاک‌چین‌های مبتنی بر اثبات کار، مستلزم به رقابت درمسابقه‌ی «سریع عدد را حدس بزن» هستند. در این مسابقه، ماینرها با سخت‌افزارهای تخصصی خود به رقابت می‌پردازند.

 

اگرچه تا به امروز، اندازه‌گیری «دقیق» میزان برق دستگاه‌های استخراج بیت‌کوین یک چالش بوده است؛ اما می‌توان با توجه به اطلاعات زیر این میزان را به طور حدودی بدست آورد.

  • هش ریت کلی شبکه (توان محاسباتی کل شبکه برای پردازش تراکنش‌ها): این رقم نشان می‌دهد که ماینرهای بیت‌کوین در هر ثانیه، چند بار تابع هش SHA-256 را اجرا می‌کنند.
  • بهینه‌ترین و کارآمدترین دستگاه ماینینگ (با نام فرضی A) نیز هش‌ریت یا توان محاسباتی مشخصی دارد. همچنین، ما می‌دانیم که میزان برق مصرفی دستگاه A در شرایط ایده‌آل حدودا چقدر می‌باشد.

 

برق مصرفی دستگاه A × (هش‌ریت دستگاه A ⁄ هش‌ریت کل شبکه) =  میزان مصرف میانگین برق شبکه

 

نکته 1) میزان برق مصرفی برای خنک کردن این دستگاه‌ها، محاسبه نشده است.

نکته 2) این عدد بیانگر حداقل میزان برق مصرفی شبکه است؛ چراکه در خوش‌بینانه‌ترین حالت فرض شده است که تمامی ماینرها، به طور پیوسته از دستگاه‌هایی استفاده می‌کنند که از لحاظ مصرف انرژی، بهینه هستند.

 

در زمان نگارش این مقاله، بر اساس شاخص مصرف برق بیت‌کوین دانشگاه کمبریج (CBECI) میزان برق مصرفی سالانه برای شبکه بیت‌کوین در سه حالت زیر برآورد شده است:

  • حداقل میزان برق مصرفی: 86.35 تراوات ساعت (TWh)
  • میزان میانگین برق مصرفی: 140.7 تراوات ساعت (این رقم، بهترین تخمین را ارائه می‌کند؛ چراکه فرض بر این است که ماینرها از مجموعه‌ای از سخت‌افزارهای پرمصرف و کم‌مصرف استفاده می‌کنند)
  • حداکثر میزان برق مصرفی: 15 تراوات ساعت (در بدترین سناریو، فرض شده است که تمام ماینرها از ناکارآمدترین و پرمصرف‌ترین دستگاه‌ها استفاده می‌کنند)

 

از آن روزهایی که تنها با روشن نگهداشتن یک کامپیوتر خانگی در طول شبانه‌روز به راحتی بیت‌کوین استخراج می‌شد، زمان زیادی گذشته است. اکنون فرایند استخراج آن، نیازمند سخت افزارهای تخصصی و مقدار زیادی انرژی است. با گذر زمان که قیمت بیت‌کوین افزایش یافت -از زیر 1000 دلار در سال 2017 تا بالای 60,000 دلار در سال 2021- تعداد ماینرها  و رقابت بین آن‌ها به طور چشمگیری افزایش یافت و این مساله، ماینینگ را به یک کسب و کار صنعتی بزرگ تبدیل کرد. در چنین شرایطی، تنها راه برای افزایش شانس برد ماینرها این است که قدرت محاسباتی خود را افزایش دهند که این افزایش، نیازمند مصرف برق بیشتری است.

 

سخت‌افزارهای ماینرها، برای پردازش تراکنش‌ها باید میلیاردها یا تریلیون‌ها بار تابع هش را اجرا کنند تا بتوانند به هش موردنظر (هشی که از هش هدف کوچک‌تر باشد) برسند. هرچه ماینرهای بیشتری به شبکه بپیوندند، هش ریت شبکه افزایش و به دنبال آن، پیدا کردن هش معتبر سخت‌تر می‌شود. در واقع، شبکه‌ی بیت‌کوین با توجه به افزایش هش‌ریت، پارامتری به نام سختی شبکه را افزایش می‌دهد تا زمان تولید هر بلاک به طور میانگین در هر 10 دقیقه ثابت باشد.

 

  • هش هدف و سختی شبکه رابطه‌ی معکوس دارند. هرچه شبکه هش هدف را کوچک‌تر تعیین کند؛ پیدا کردن یک هشِ کوچک‌تر از آن سخت‌تر می‌شود. بنابراین، سختی روی زمان پیدا شدن یک هش قابل قبول تاثیر می‌گذارد.

 

تصویر زیر، به خوبی نشان می‌دهد که از زمان راه‌اندازی شبکه بیت‌کوین (سال 2009)، سختی شبکه بی‌نهایت افزایش یافته است.

 

برای اینکه به خوبی این مساله که فرایند ماینینگ تا چه میزان بیهوده، غیرمنطقی و اتلاف کننده منابع انرژی است را درک کنید، باید بدانید:

سختی شبکه به قدری افزایش یافته است که ماینرها ناچار هستند برای پیدا کردن یک هش که مطابق با معیار شبکه باشد، پارامترهای دیگری از محتوای بلاک را نیز تغییر دهند!

یک بلاک را می‌توان به دو قسمت هدر بلاک و بدنه بلاک تقسیم‌بندی کرد. بدنه‌ی بلاک حاوی تراکنش‌هاست و برخی از اطلاعاتی که در هدر بلاک قرار می‌گیرد، عبارتند از:

 

  • مهر زمانی (Timestamp یا برچسب زمانی که بیانگر زمان که ماینر شروع به پیدا کردن هش بلاک کرده است)
  • هش هدر بلاک قبلی
  • هش ریشه مرکل تراکنش‌ها (از تراکنش‌های موجود در هر بلاک، دو به دو هش گرفته می‌شود تا در مجموع، یک هش واحد بدست آید)
  • هش هدف (Target Hash هشی است که توسط شبکه تعیین می‌شود)
  • عدد نانس

 

با توجه به اینکه ظرفیت هر بلاک برای ذخیره‌سازی داده محدود است، حداکثر فضایی که عدد نانس می‌تواند در هدر بلاک اشغال کند، 32 بیت (4 بایت) است. بنابراین، تعداد کل احتمالاتی که برای عدد نانس می‌توان در نظر گرفت برابر با 232 یا حدودا 4 میلیارد است.

در روزهای اولیه پیدایش بیت‌کوین، عدد نانس، تنها پارامتری بود که برای رسیدن به یک خروجی متفاوت از تابع هش، نیاز به تغییر داشت. اما به مرور زمان که تجهیزات ماینینگ ASIC با توان پردازشی میلیون و یا حتی تریلیون‌ها هش بر ثانیه روانه‌ی بازار شدند، سختی شبکه نیز افزایش یافت. در واقع با کوچک‌تر شدن هش هدف، فرایند ماینینگ سخت‌تر می‌شود. بنابراین، ماینرها با آزمایش تمامِ 4 میلیارد مقدار عددی ممکن برای نانس، باز هم نمی‌توانستند بلاک تولید کنند.

 

یک دستگاه قدیمی مانینیگ که 100 میلیون هش در ثانیه (MH/s) را پردازش می‌کند، درنظر بگیرید. برای این دستگاه، 40 ثانیه طول می‌کشد تا تمام محدوده مقادیر ممکن‌ برای نانس را آزمون و خطا کند تا به هش معتبر برسد. اما 40 ثانیه بسیار کمتر از میانگین زمان 10 دقیقه‌ای برای تولید هر بلاک است.

 

  • سختی شبکه به گونه‌ای تنظیم شده است که استخراج هر بلاک یا به طور کلی رسیدن به هش صحیح، تقریبا ثابت و به طور میانگین در هر 10 دقیقه انجام شود.

 

حالا این ماینر بعد از 40 ثانیه اول چه باید بکند؟ مسلما ماینر، همان مقادیر نانس را مجددا بررسی یا مرور نمی‌کند! چراکه این مقادیر نانس، دقیقا همان هش‌های قبلی را تولید می‌کند. در این موقعیت، ماینر باید یک محتوای دیگری از بلوک را تغییر دهد تا هش‌های متفاوتی ایجاد شوند! بنابراین دیگر عدد نانس، تنها پارامتری نیست که در بلاک تغییر می‌کند.

 

به طور مثال، ماینر مهر زمانی را تغییر می‌دهد. در واقع با تغییر آن، بخشی از اطلاعاتی که قرار است هش شوند، تغییر می‌یابد. این تغییر به ماینرها اجازه می‌دهد که تمام 4 میلیارد مقادیر مختلف برای نانس را دوباره تکرار کنند تا به نتایج متفاوتی برسند. این فرایند تا زمانی که یک هش معتبر توسط این ماینر و یا هر ماینر دیگری پیدا شود، ادامه خواهد داشت.

 

  • مهر زمانی: تعداد ثانیه‌های سپری شده از 1 ژانویه سال 1970 تا زمان شروع فرایند هشینگ را نشان می‌دهد. در نتیجه مهر زمانی در هر ثانیه تغییر می‌کند.

 

اما دستگاه ماینینگی که ما در اینجا مثال زدیم، یک دستگاه با قدرت هش نسبتا کم است. در مورد مزارع بزرگ ماینینگ که قدرت هش جمعی در آن‌ها، بسیار بسیار بزرگ‌تر از 4 میلیارد هش در ثانیه است، این راه حل جوابگو نخواهد بود؛ چراکه این مزارع قبل از اینکه مهر زمانی تغییر کند (یعنی در کمتر از 1 ثانیه) می‌توانند با قدرت هش عظیم خود، چندین بار کل محدوده‌ی نانس را بررسی کنند.

 

  • در حال حاضر، طبق وب‌سایت Koinly، قدرتمندترین سخت‌افزار ماینینگ «Bitmain Antminer S19 XP Hyd» است که در هر ثانیه می‌تواند 255 تریلیون بار نانس متفاوت، تابع هش را اجرا کند.

 

بنابراین منبع دیگری برای تغییر نیاز است که لیست تراکنش‌های موجود در بلاک را می‌توان به عنوان یکی از گزینه‌های موجود درنظر گرفت. اگر ماینر کل محدوده Nonce را در کمتر از یک ثانیه طی کند؛ تراکنش‌های انتخاب شده قبلی در بلاک که کمترین کارمزد را دارند با تراکنش‌های جدیدی که بالاترین کارمزد را دارند (این تراکنش‌ها در استخر تراکنش‌ها یا ممپول قرار دارند) جایگزین می‌شود. احتمالا اکنون متوجه شده باشید که الگوریتم اثبات کار در بلاک‌چین‎‌ها تا چه اندازه فرسایشی و بیهوده است.

 

افزایش فشار فروش در دوران نزولی

در دوران نزولی بیت‌کوین، این میزان برق مصرفی برای بسیاری از شرکت‌های بزرگ ماینینگ دردسرساز می‌شود. در حقیقت ماینرها بیت‌کوین‌های استخراج شده‌ی خود را می‌فروشند تا قبض برق خود (و سایر هزینه‌های نگهداری، تعمیرات و یا حتی ارتقای دستگاه خود) را بپردازند و هر آنچه که باقی ماند را به عنوان سود خود درنظر بگیرند. ممکن است زمستان سخت و طولانی بیت‌کوین در سال 2022 را به خاطر داشته باشید. در این سال، بسیاری از شرکت‌های استخراج‌کننده‌ی پرآوازه در جهان برای جلوگیری از ضرر مالی ناچار شدند بخشی از دستگاه‌های استخراج خود را خاموش کنند و یا ذخایر بیت‌کوینی خود را به فروش برسانند. در آن زمان، افزایش فشار فروش بیت‌کوین توسط ماینرها، سبب بحرانی‌تر شدن بازار خرسی آن شد.

 

شرکت استرالیایی آیریس انرژی (Iris Energy) در نوامبر 2022 (زمانی که بیت‌کوین حوالی 15 تا 16 دلار بود) اظهار کرد که سود ناخالص این شرکت (مقدار سود به‌دست آمده قبل از کسر هزینه‌ها و یا مالیات) ماهانه حدودا 2 میلیون دلار بیت‌کوین است و این مقدار نمی‌تواند 7 میلیون دلار بدهی‌های مالی آن به دیگر شرکت‌ها را پوشش دهد. در واقع، بیت‌‌کوین‌هایی که این شرکت‌ها استخراج می‌کردند حتی نمی‌توانست قبض برق آن‌ها را پرداخت کند چه برسد به اینکه برای آن‌ها سود‌آور باشد. علاوه بر این، بسیاری از این شرکت‌ها از جمله شرکت کورساینتیفیک (Core Scientific) اعلام ورشکستگی کردند.

 

آمریکا؛ پیشرو در صنعت ماینینگ

پس از اینکه دولت چین در سال 2021، استخراج بیت‌کوین را ممنوع اعلام کرد، آمریکا به سرعت به رهبر این صنعت در جهان تبدیل شد. طبق تحقیقات اخیر نیویورک تایمز، 34 مزرعه بزرگ استخراج بیت‌کوین در آمریکا وجود دارد که فشار زیادی به شبکه‌های توزیع برق این کشور وارد کرده است. در ایالت تگزاس 10 عدد از این مزارع به شبکه برق کشور متصل هستند. این مساله میزان تقاضای انرژی الکتریکی را افزایش داده که به موجب آن، قبض برق مشترکین خانگی، نزدیک به 5 درصد (به عبارتی 1.8 میلیارد دلار در سال) گران‌تر شده است.

 

در این تحقیقات اعلام شده است که میزان آلایندگی این مزارع استخراج به اندازه‌ای است که به طور مثال، 3.5 میلیون خودروی گازسوز به جاده‌های آمریکا اضافه شود. آلودگی محیط زیستی و افزایش قیمت برق، هزینه‌هایی است که تمام افراد، حتی کسانی که هیچ ارتباطی با صنعت استخراج بیت‌کوین ندارند، متحمل می‌شوند.

 

با توجه به آغاز فصل تابستان و افزایش دما در نیمکره شمالی، هزینه برق ماینرهای این ناحیه افزایش یافته است که شرایط را برای آن‌ها بحرانی‌تر می‌کند. در سال 2022، گرمای شدید تابستان،باعث تعطیلی موقت مراکز استخراج بیت‌کوین در تگزاس آمریکا شد. افزایش دما در تابستان 2023 ممکن است، شدیدتر هم شود. این مساله، هزینه استخراج را به شدت افزایش می‌دهد و اگر قیمت نیز همزمان با آن با رشد نکند، احتمالا دوره تسلیم ماینرها و افزایش فشار فروش توسط آن‌ها مجددا آغاز می‌شود.

 

گرمایش جهانی؛ هدیه‌ی بیت‌کوین به نسل بعدی

 

احتمالا همه‌ی ما متوجه این موضوع شده‌ایم که هر سال زمستان‌ها معتدل‌تر و تابستان‌ها به طور غیرقابل تحملی گرم‌تر از سال گذشته می‌شود.

 

بدیهی است که مصرف برق شدید بیت‌کوین، به گرمایش جهانی دامن می‌زند و الگوریتم منسوخ‌شده‌ی POW، متهم ردیف اول برای این مشکل محیط زیستی است. این الگوریتم به معنای واقعی سبب اتلاف منابع انرژی می‌شود. در حالی که شرایط اقلیمی جهان ایجاب می‌کند تا هرچه سریع‌تر، مصرف برق را که عمدتا توسط سوخت‌های فسیلی تامین می‌شود، کاهش دهند؛ ماینرهای بیت‌کوین، هزاران مگاوات، تقاضای جدید ایجاد می‌کنند. این مساله برای کره‌ی زمینی که با بحران گرمای جهانی دست و پنجه نرم می‌کند، تنها یک مساله ناخوشایند نیست؛ بلکه یک «فاجعه» است.

 

نمودار زیر میزان مصرف انرژی در جهان را بر حسب منابع تامینی آن نمایش می‌دهد. طبق این نمودار:

 

  • در طول زمان، تقاضای انرژی بشر با سرعت زیادی در حال افزایش است.
  • بیش از 80 درصد از انرژی مصرفی مردم جهان، توسط سوخت‌های فسیلی (نفت، ذغال‌سنگ و گاز) تامین می‌شود.
  • واضح است که انرژی‌های تجدیدپذیر، بخش بسیار کمی از تقاضای رو به رشد ما به انرژی را تامین می‌کند.

 

منبع: یکی از نشریه‌های آنلاین در حوزه دیتا و آمار به نام «Ourworldindata» که متعلق به دانشگاه آکسفورد است.

 

طبق گزارش وب‌سایت «forexsuggest.com» در سال 2022، بلاک‌چین بیت‌کوین برای پردازش تراکنش‌های خود، 0.3 میلیون تن آلاینده گازی کربن‌دی‌اکسید (Co2) تولید کرده است و به همین دلیل، رمزارزی که گاها با عنوان پادشاه ارزهای دیجیتال شناخته می‌شود، لقب آلوده‌کننده‌ترین ارز دیجیتال جهان را هم از آنِ خود کرده است. لازم به ذکر است جهت حذف این مقدار کربن‌دی‌اکسید، بیش از 400 میلیون درخت لازم است. بعد از بیت‌کوین، شبکه‌های لایت‌کوین و بیت‌کوین کش که از الگوریتم POW استفاده می‌کنند، در رتبه‌های دوم و سوم این لیست قرار گرفته‌اند.

 

البته ذکر این نکته بسیار مهم است که به روش‌ تحقیق در مطالعاتی که میزان ردپای کربنی صنعت ماینینگ را برآورد کرده‌اند، انتقاد شده است. یکی از این انتقادها به این مساله اشاره دارد که با توجه به ماهیت غیرمتمرکز و ناشناس بیت‌کوین و صنعت ماینینگ آن هیچ داده‌ای وجود ندارد که به طور مستند و دقیق نشان دهد این میزان برق از چه منابعی (انرژی‌های تجدیدپذیر، انرژی‌ هسته‌ای یا سوخت‌های فسیلی) تامین شده است و همچنین هر کدام از این منابع؛ چه میزان از این برق مصرفی را تامین کرده‌اند. بنابراین نمی‌توان میزان انتشار کربن دی اکسید رمزارزها را به طور دقیق اندازه‌گیری کرد. میزان آلایندگی رمزارزها معمولا از یک محدوده‌ی فرضی متشکل از چند سناریو به‌دست می‌آید.

 

بدین ترتیب، گزارشاتی که در آن ادعا شده حجم عظیمی از برق مصرفی صنعت بیت‌کوین با انرژی‌های پاک تامین شده است نیز اطلاعات دقیقی را ارائه نمی‌کنند. با این حال، با دانستن میزان برق مصرفی شبکه بیت‌کوین و همچنین چالش‌های موجود برای استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر که در ادامه مقاله به آن خواهیم پرداخت؛ می‌توان گفت این نتیجه‌گیری که بیت‌کوین آلوده‌کننده‌ترین ارز دیجیتال است، از لحاظ منطقی درست به نظر می‌رسد.

 

چالش‌های موجود برای استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر

هر زمان که در مورد تاثیرات مخرب اقلیمی که صنعت ماینینگ برجای می‌گذارد، صحبت می‌کنیم، بسیاری از بیت‌کوین ماکسیمالیست‌ها استدلال می‌کنند که می‌توان این معضل را از طریق ادغام این صنعت با انرژی‌های تجدیدپذیر حل کرد. اما بیایید بررسی کنیم که این استدلال چقدر صحیح است و چه موانعی برای تحقق آن وجود دارد؟

♦وابستگی شدید به شرایط آب و هوایی: انرژی‌های تجدیدپذیر، دوره‌ای یا ناپایدار هستند و تحت شرایط آب و هوایی خاص، مقدار بسیار کمی انرژی تولید می‌کنند. این مساله از آن‌ها یک منبع غیر قابل اعتماد برای تولید برق می‌سازد. به طور مثال، چطور می‌توان در شرایطی که هوا آفتابی یا بادخیز نیست، از نیروگاه‌های بادی یا پنل‌های خورشیدی برق تولید کرد؟ دستگاه‌های ماینینگ برای اینکه حداکثر سود را بدست آورند باید بدون وقفه کار کنند. بنابراین، می‌توان گفت این دستگاه‌ها در تمام روزهای سال، یک تقاضای انرژی ثابت دارند. در واقع، ممکن است که ماینرها واقعا قادر به استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، آن هم به طور موقت باشند؛ اما در واقعیت آن‌ها همچنان به شبکه‌ی اصلی توزیع برق متصل هستند.

 

نداشتن توجیه اقتصادی: برای تولید انبوه تجهیزات لازم برای ساخت توربین‌های بادی، پنل‌های خورشیدی و همچنین باتری‌های موردنیاز برای ذخیره‌سازی انرژی، مقدار قابل توجهی مواد اولیه همچون نیکل، کبالت، لیتیوم، مس و برخی فلزات کمیاب دیگر نیاز است. طبق داده‌ها، تنها در مدت یکسال قیمت جهانی لیتیوم و مس به ترتیب با 100 و ۷۰ درصد افزایش روبه‌رو شده است. لازم به ذکر است که باتری‌های لیتیومی عمر محدودی دارند و همچنین اگر این باتری‌ها، به درستی دور ریخته و یا بازیافت نشوند، خطرات محیط زیستی در پی دارند. می‌توان گفت بهره‌برداری از انرژی‌های تجدیدپذیر «امکان‌پذیر» می‌باشد؛ اما در حال حاضر چندان توجیه اقتصادی ندارد.

 

♦راندمان تبدیل انرژی بسیار پایین: انرژی‌های تجدیدپذیر، اگرچه ایده‌ی جذابی به نظر می‌رسند اما وقتی بحث مهار یا بهره‌داری کردن از آن‌ها به میان می‌آید، این حقیقت که ما هنوز تکنولوژی لازم برای توسعه‌ی آن را در اختیار نداریم، غیرقابل انکار است. به تازگی تحقیقات نشان داده است که پیشرفت‌های اخیر ما را قادر ساخته است که تنها 15 تا 20 درصد از انرژی که به سطح یک پنل خورشیدی برخورد می‌کند را جمع‌آوری کنیم. بنابراین باید این مساله را درنظر گرفت که چه تعداد پنل خورشیدی برای تامین این میزان برق مصرفی شبکه نیاز است و یا حتی چه مساحتی از زمین برای نصب آن‌ها؟ این توان تولیدی بسیار کم نمی‌تواند آنطور که شرکت‌ها ادعا می‌کنند، برگ برنده‌ای برای دوام این صنعت باشد.

 

ماینرهای بیت کوین، قبلا استفاده از انرژی های تجدیدپذیر را آغاز کرده‌اند که در نوع خود، یک اقدام مثبت است، اما در چه مقیاسی؟ بسیاری از غول‌های صنعت ماینینگ خود را دوستدار محیط زیست معرفی و تبلیغ می‌کنند و ادعا می‌کنند که بسیاری از آن‌ها از انرژی‌های تجدیدپذیر برای برق مصرفی خود استفاده می کنند و یا درحال راه‌اندازی این تجهیزات در محیط‌هایی که غنی از انرژی‌های تجدیدپذیرند، هستند. اما میزان برق لازم برای فعالیت‌های آن‌ها به قدری زیاد است که نمی‌تواند به تنهایی توسط آن منابع تامین شود.

 

چالش‌های ذکر شده ثابت می‌کنند که انرژی‌های تجدیدپذیر نمی‌توانند راه‌حلی کامل برای مشکل مصرف برق بیت‌کوین باشند. گاها برخی از رسانه‌ها، استفاده از انرژی هسته‌ای را پیشنهاد می‌کنند. اما این روش نیز چالش‌های مخصوص به خود را دارد:

از هزینه‌های بسیار زیاد برای راه‌اندازی و نگهداری تاسیسات راکتورهای هسته‌ای و مشکلات دفع پسماندهای پرتوزا و خطرناک آن‌ها که بگذریم، انرژی هسته‌ای همچون انرژی‌های تجدیدپذیر یک جریان ثابت از انرژی را فراهم می‌کند و به عبارتی الگوی تولید را نمی‌توان با میزان مصرف منطبق کرد. از آنجایی که نیروگاه‌های هسته‌ای را نمی توان سریعا خاموش یا روشن کرد (به راحتی نمی‌توان میزان تولید آن را کم یا زیاد کرد)؛ بنابراین انرژی تولید شده‌ در پاسخگویی به پیک تقاضا ناتوان است و ما در هر حال، به انرژی‌های تجدیدناپذیر وابسته هستیم.

 

  • علیرغم تبلیغات رسانه‌ای برای افزایش ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر، انرژی فسیلی کماکان حرف اول را در تامین انرژی مصرفی جهان را می‌زند.

 

اثرات مخربی که مصرف انرژی زیاد بیت‌کوین بر محیط زیست دارد، تنها به آلودگی کربنی ختم نمی‌شود. از آنجایی که سخت‌افزارهای ماینرها در گذر زمان کارایی و ارزش خودشان را از دست می‌دهند و از رده خارج می‌شوند؛ ضایعات الکترونیکی که تولید می‌شوند، میزان قابل توجهی است.

 

زباله‌های الکترونیکی صنعت ماینینیگ

در رابطه با این موضوع، مقاله Bitcoin's growing e-waste problem که در ژورنال «Resources, Conservation and Recycling» در سال 2021 منتشر شده است. طبق این مقاله، شبکه بیت‌کوین سالانه، 30.7 کیلوتن زباله یا ضایعات الکترونیکی تولید می‌کند که این میزان برابر با ضایعات تجهیزات IT در کشوری مانند هلند است.  به عبارتی در زمان انتشار این مقاله، به ازای هر تراکنشی که در بلاک‌چین بیت‌کوین پردازش می‌شود، 272 گرم زباله الکترونیکی تولید شده است.

 

این زباله‌های الکترونیکی، نتیجه‌ی استفاده از دستگاه‌های تخصصی برای فرایند استخراج بیت‌کوین است که با توجه به افزایش سختی شبکه، به سرعت منسوخ می‌شوند. در حقیفت ماینرها مجبورند برای کسب برتری نسبت به رقبای خود، سخت‌افزارهایی که کارآیی و قدرت پردازشی بالاتری دارند، خریداری کنند. در این مطالعه، عمر سودآوری یا مفید بودن یک دستگاه ماینینگ، کمتر از 14 ماه تخمین زده شده است. این دستگاه‌ها عمدتا تک منظوره ساخته شده‌اند و به عبارتی هیچ کار دیگری جز ماینینگ نمی‌توانند انجام دهند. این بدان معناست که سخت‌افزارهای ماینینگ پس از اتمام عمر مفید اقتصادی خودشان، دیر یا زود به زباله‌های الکترونیکی تبدیل می‌شوند.

اما اگر بیت‌کوین ماکسیمالست‌ها تحت تاثیر جوسازی‌های رسانه‌ای قرار نگیرند و از خود بپرسند که اگر واقعا نتوانیم سوخت‌های فسیلی را جایگزین کنیم، چه اتفاقی خواهد افتاد؟

 

تغییر الگوریتم اجماع؛ ممکن یا غیرممکن؟

یکی از راه‌‌های کاهش اثر زیست‌محیطی این شبکه، جایگزینی الگوریتم اجماع POW با الگوریتم POS است. همان کاری که اتریوم، دومین رمزارز بزرگ از لحاظ ارزش بازار، انجام داد و از این طریق، مصرف انرژی شبکه را بیش از 99 درصد کاهش داد.

 

قبل از مرج یا ادغام اتریوم، این شبکه روزانه 900 میلیارد هش در هر ثانیه تولید می‌کرد. اما در شبکه‌ای که از POS استفاده می‌کند، شبکه مشارکت‌کنندگان را تشویق نمی‌کند که با قدرت محاسباتی خود رقابت کنند تا بلاک‌های جدید برای بلاک‌چین بسازند. اثبات سهام، بدان معناست که اعضا (اعتبارسنج‌ یا ولیدیتور) با قفل کردن ارزهای بومی شبکه به عنوان یک وثیقه، قابل اعتماد بودن خود را اثبات می‌کنند. هرچه آن‌ها تعداد بیشتری از ارز بومی شبکه را استیک کنند، شانس بیشتری برای انتخاب شدن برای تولید بلاک و دریافت پاداش را دارند. اگرچه مشارکت‌کنندگان هنوز به یک دستگاه با ظرفیت ذخیره‌سازی کافی و همچنین برق نیاز دارند اما در فرایند استیکنیگ، توان پردازشی دستگاه تاثیری بر شانس برنده شدن اعتبارسنج‌ ندارد.

 

  • همین مساله که نیازی نیست تا اعضا با یک سخت‌افزار پرمصرف، قابل اعتماد بودن خود برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها را اثبات کنند، عامل اساسی کاهش مصرف انرژی در یک شبکه‌ مبتنی بر POW، نسبت به یک شبکه با الگوریتم POS است.

 

با مشاهده موفقیت اتریوم در تغییر الگوریتم اجماع خود، این سوال پیش می‌آید که آیا بیت‌کوین هم می‌تواند چنین اقدام مشابهی را انجام دهد؟ در واقع، باید بدانیم که آیا ماینرها به عنوان بخش مهمی از جامعه‌ی بیت‌کوین و با توجه به سرمایه‌گذاری‌های عظیمی که در سیستم اثبات کار انجام داده‌اند، مایل به ایجاد چنین تغییری هستند؟ اصولا جامعه بیت‌کوین، از دیرباز، در برابر تغییرات اساسی در نرم‌افزار آن، مقاومت زیادی نشان داده‌اند. این تغییر الگوریتم، مستلزم تغییرات زیادی در زیرساخت بیت‌کوین است که پیاده‌سازی آن می‌تواند چالش برانگیز باشد.

 

تصویر زیر، مربوط به کمپین «تغییر کد، نه آب و هوا» است که توسط سازمان صلح سبز (Green Peace) و با هدف کاهش مصرف انرژی بیت‌کوین راه‌اندازی شده است.

 

 

کلام آخر

بیت‌کوین در زمان خود انقلابی در حوزه مالی ایجاد کرد. جای هیچ تردیدی نیست که افزایش پذیرش اجتماعی این تکنولوژی می‌تواند مشکل مصرف برق آن را به بحرانی عمیق‌تر از چیزی که فکرش را می‌کنیم، تبدیل کند. این مساله از یک سو و از سوی دیگر کند بودن این شبکه سبب می‌شود که تحقق وعده‌ی بنیان‌گذاران آن، یعنی راه‌اندازی یک اقتصاد دیجیتال با موانع و چالش‌های اساسی روبه‌رو شود. باید دید که در آینده، جامعه‌ی بیت‌کوین با پذیرش نواقض آن که عمدتا به دلیل پروتکل زیربنایی آن است، در جهت اصلاح آن گام برخواهند داشت یا خیر؟

ملیحه حسینی

من در رشته متالوژی صنعتی تحصیل کردم. از سال 1401 تصمیم گرفتم در رسانه بلاک‌پست به تولید محتوا در مورد فناوری بلاک‌چین و صنعت جذاب ارزهای دیجیتال بپردازم. سعی میکنم تا ...

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *