Proof-of-Work (PoW) Mining onder de loep ondanks verschuiving naar duurzaamheid

In de wereld van digitale activa zijn er verschillende consensusmechanismen die veel worden gebruikt.  Dit zijn methoden waarmee een respectief netwerk wordt beveiligd.  Enkele hiervan zijn,

• Proof of Stake (PoS)
• Delegated Proof of Stake (DPoS)
• Proof of Activity (PoA)
• Proof of History (PoH; een klokmechanisme dat consensus ondersteunt, geen zelfstandig consensusprotocol)

Zonder twijfel is Proof of Work (PoW) echter het meest bekende, aangezien het wordt gebruikt door niemand minder dan het toonaangevende digitale activum – Bitcoin (BTC).

Als je dit leest, weet je al dat PoW, ondanks al zijn sterke punten, veel tegenstanders heeft – de meerderheid van hen wijst op problemen met het benodigde energieverbruik voor dergelijke netwerken.  Naast het alleen kijken naar de hoeveelheid benodigde energie, is er de vraag hoe die energie wordt opgewekt.  Beide waren prominente discussiepunten in 2021, zonder einde in zicht. Hieronder volgen ontwikkelingen uit de dagen vóór dit artikel van januari 2022.

Intel wil miningapparatuur maken

De controverse rond het gebruik van PoW wordt door sommigen gezien als een kans.  Een voorbeeld hiervan is de processorfabrikantgigant Intel (INTC ).  In januari 2022 werd verwacht dat Intel in de daaropvolgende weken zijn eigen reeks aangepaste ASIC-miners zou onthullen (gespecialiseerde apparaten die uitsluitend zijn gebouwd voor het minen van cryptocurrencies).

Bij die mogelijke introductie werd verwezen naar een patentaanvraag die op 29 juni 2016 was ingediend, in januari 2018 werd gepubliceerd en in november 2018 werd toegekend. Het patent beschrijft een optimalisatie van SHA-256-circuits die volgens de aanvraag het circuitoppervlak en stroomverbruik met ongeveer 15% kon verminderen. Dat was geen aangetoonde besparing voor de volledige Bitcoin-netwerkconsumptie. Het artikel verwachtte concurrerende prestaties van Intels toekomstige ASIC-apparatuur.

Als een grote fabrikant zoals Intel de Bitcoin‑mining arena zou betreden, zou het marktlandschap onmiddellijk veranderen.  De prijzen voor miners zouden concurrerender worden, tekorten zouden minder waarschijnlijk zijn, de hash‑rates van het netwerk zouden blijven stijgen naarmate een groter deel van de bevolking toegang krijgt tot de praktijk, en volgens de verwachting van het artikel zou een hogere hardware-efficiëntie de ecologische voetafdruk kunnen verlagen. Dat laatste volgt niet automatisch: het totale stroomverbruik hangt ook af van de omvang van de miningactiviteit en de stroommix.

Block wil een open Bitcoin-miningsysteem bouwen

Net als Intel heeft Block (voorheen bekend als Square) recent interesse getoond in het ontwikkelen van een eigen Bitcoin‑mining‑systeem.  Terwijl de hoop om dit te doen voor het eerst werd aangekondigd eind 2021, bevestigde Jack Dorsey in januari 2022 dat het plan voortgang boekt.

Het bedrijf geeft aan dat het, zodra het ontwikkelingsproces begint, zich richt op drie sleutelgebieden.

• Beschikbaarheid (brede toegang zal decentralisatie van hash‑kracht stimuleren)
• Betrouwbaarheid (weinig onderhoud verlaagt de instapdrempel, waardoor de ‘gemiddelde gebruiker’ kan deelnemen)
• Prestaties (verhoogde efficiëntie en hash‑kracht zijn noodzakelijk om netwerkgroei te stimuleren)

Waar dit initiatief verschilt van dat van Intel, is dat het door Block ontwikkelde Bitcoin‑mining‑systeem naar verluidt open‑source is.

Resultaten van de Bitcoin Mining Council over het vierde kwartaal van 2021

Hoewel de genoemde oplossingen van Intel en Block in januari 2022 nog niet beschikbaar waren, wees het artikel op de door de Bitcoin Mining Council gerapporteerde verbetering van de energiemix in 2021.

Het artikel benadrukte daarbij de verandering van energiebronnen; de BMC rapporteerde daarnaast ook verbeteringen in de efficiëntie van miningapparatuur.  Toen China (en verschillende andere landen sindsdien) de praktijk verbood, werden miners gedwongen hun activiteiten te verplaatsen.  Als gevolg hiervan schakelden veel hun primaire energiebronnen over van kolen naar een vorm van hernieuwbare energie.

Aangezien Bitcoin niet eigendom is van één entiteit of groep, is er niemand die officieel namens het netwerk kan spreken.  Hoewel dit soms een voordeel kan zijn, vormt het zeker een obstakel bij het verdedigen van het netwerk.  Daarom hebben verschillende invloedrijke bedrijven en individuen in 2021 de ‘Bitcoin Mining Council (BMC)’ opgericht – met als doel het gebruik van duurzame energie te bevorderen, terwijl ze netwerkgegevens verzamelen en delen.

In zijn onderzoek over het vierde kwartaal van 2021 rapporteerde de BMC onderstaande cijfers. De enquête dekte 46% van de wereldwijde hashrate; de energiemix van de deelnemers werd gebruikt voor een schatting voor het gehele netwerk. Onder duurzame elektriciteit verstond de BMC waterkracht, wind, zon, kernenergie en geothermie, dus niet uitsluitend hernieuwbare energie.

Michael Saylor, destijds CEO van MicroStrategy, reageerde op deze resultaten met de woorden,

“Dit kwartaal zagen we de trend zich voortzetten met dramatische verbeteringen in de energie‑efficiëntie en duurzaamheid van Bitcoin‑mining, dankzij vooruitgang in halfgeleidertechnologie, de snelle uitbreiding van mining in Noord‑Amerika, de China‑exodus, en de wereldwijde verschuiving naar duurzame energie en moderne mining‑technieken.”

De conclusie die het artikel in januari 2022 uit dit BMC-rapport trok, was dat het netwerk zich in de juiste richting ontwikkelde.  Ja, het Bitcoin‑netwerk vereist een enorme hoeveelheid energie om te functioneren, maar het doet dit op een steeds duurzamere energiebasis.  Met diverse oplossingen in het vooruitzicht van Intel, Block en anderen, zou deze trend met de tijd alleen maar moeten aanhouden – in de hoop dat het argument dat Bitcoin slecht is voor het milieu uiteindelijk zijn kracht zou verliezen. Dit was de verwachting van de auteur, geen door de enquête bewezen uitkomst.

Een eed tegen mining

Ondanks de vooruitgang die PoW‑mining boekt op het gebied van duurzaamheid, zijn er nog veel sceptici.  Dit werd het meest recent aangetoond door een vreemd voorval waarbij bewoners van Svaneti, Georgië, een heilige eed aflegden om zich te onthouden van PoW‑mining.

PoW‑mining in Georgië is een probleem geworden, omdat het elektriciteitsnet wordt belast door deze praktijk.  Dit probleem doet zich voor op verschillende locaties met goedkope elektriciteit.  In deze gevallen is de ecologische voetafdruk niet het probleem – maar de belasting die op het net wordt gelegd.

PoW beschouwd als een nationale kwestie

Een eed tegen PoW door een paar honderd burgers zal de weegschaal misschien niet in één richting doen kantelen. Echter, als Erik Thedéen, destijds vicevoorzitter van de Europese Autoriteit voor effecten en markten, zijn zin krijgt, kunnen er hobbelige wegen op de horizon liggen.

In een recent interview noemt Thedéen PoW‑mining een ‘nationale kwestie’ en pleit hij ervoor dat regelgevers in Europa de praktijk verbieden ten gunste van PoS.

Interessant genoeg gelooft Thedéen dat de recente migratie van Bitcoin‑mining naar duurzame energiebronnen een slechte ontwikkeling is, en stelt: “Bitcoin is nu een nationale kwestie voor Zweden vanwege de hoeveelheid hernieuwbare energie die aan mining wordt besteed.”

Het probleem hierbij is dat wanneer duurzame energie wordt ingezet voor PoW‑mining, andere sectoren die afhankelijk zijn van kolen moeten wachten op hun beurt om over te schakelen.  Het lijkt erop dat dit een situatie is die valt onder ‘verdomd als je het doet, verdomd als je het niet doet’.