Av for eksempel 10 000 bitcoin-utvinnere, alle med masse datakraft, er det bare én som vinner og faktisk finner bitcoins. De 9999 andre har kastet bort strømmen de har brukt – og det gjentar seg igjen og igjen. (Foto: Michal Bednarek, Shutterstock, NTB scanpix)
Av for eksempel 10 000 bitcoin-utvinnere, alle med masse datakraft, er det bare én som vinner og faktisk finner bitcoins. De 9999 andre har kastet bort strømmen de har brukt – og det gjentar seg igjen og igjen. (Foto: Michal Bednarek, Shutterstock, NTB scanpix)

Bitcoin-produksjon bruker mer strøm enn hele Danmark, men forbruket kan kuttes med 99,99 prosent, ifølge forskere

Så hvorfor skjer det ikke?

Publisert

Det er flere ganger blitt påvist at kryptovalutaen bitcoin er et miljøsvin.

Bitcoin krever minst 1200 ganger mer strøm per transaksjon enn det vanlige banker bruker.

Analyser viser at bitcoin i 2018 brukte mer strøm enn hele Danmark – ja faktisk omkring like mye strøm som hele Ungarn.

Kryptovalutaens energiforbruk er dobbelt så stort som både kobber- og gullindustrien, viste en studie fra november 2018 som ble publisert i tidsskriftet Nature Sustainability.

Det enorme energiforbruket skyldes mining av bitcoin og proof-of-work – mekanismen som skal til for at bitcointransaksjoner kan gjennomføres. Det vender vi straks tilbake til.

Den gode nyheten er at vi faktisk kan løse problemet. En endring i programvaren bitcoin er basert på, kan nemlig redusere strømforbruket med 99,99 prosent.

Det skriver den nederlandske økonomen og blockchaineksperten Alex de Vries i en kommentar som er publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Joule. De Vries arbeider ved PwC, en av verdens største revisjons- og konsulentbedrifter.

Han får støtte av flere andre forskere.

Hvorfor bruker bitcoin så mye strøm?

For deg som aldri har hørt om bitcoin

  • Bitcoin er en digital valuta – de trykkes ikke, og man har bare tilgang til dem på digitale enheter.
  • Bitcoin er desentralisert. Det innebærer at det ikke er noen sentral organisasjon som bestemmer over bitcoin, i motsetning til for eksempel en sentralbank.
  • Bitcoin blir handlet på ulike børser, og det er dermed tilbud og etterspørsel som avgjør prisen.
  • Hensikten med bitcoin er å tilby et betalingssystem som kan erstatte vanlige valutaer som dollar og kroner.
  • Bitcoin kan brukes til å handle i over 50 butikker i Danmark og over 12 000 butikker på verdensplan.

Før vi går videre, kommer en kort forklaring på hva bitcoin-mining og proof-of-work går ut på, og hvorfor det gjør bitcoin til en strømsluker.

Når man skal gjennomføre transaksjoner med bitcoin, noteres det i den store regnskapsboken: blockchain.

Det kan bare skje hvis noen bidrar med datakraft, for bitcoin styres ikke av en sentralbank.

De som lykkes med blockchain, får 12,5 bitcoin som betaling (det er det man kaller å mine bitcoin), noe som i skrivende tilsvarer om lag 600 000 kroner, og derfor er det en enorm interesse for å gjøre det.

Det er til en viss grad tilfeldighetene som styrer, men de som har mest datakraft, har best sjanser.

Det har satt gang i et kappløp.

Av for eksempel 10 000 utvinnere, alle med masse datakraft, er det bare én som vinner.

De 9999 andre har kastet bort strømmen de har brukt – og det gjentar seg igjen og igjen.

Dette designet kalles for proof-of-work-mekanismen.

Programvareskifte kan gjøre mining unødvendig

Men det er mulig å innføre en mer energivennlig design, nemlig proof-of-stake-mekanismen.

– Til syvende og sist er bitcoin bare programvare. Mining kan erstattes, forteller Alex de Vries i en pressemelding fra Joule.

Proof-of-work-mekanismen ligger til grunn nye blokker i en såkalt blockchain, som alle bitcoin-transaksjoner.

Proof-of-work går ut på at datamaskiner noenlunde tilfeldig regner seg fram til hvem som får lov til å skape den nye blokken. Det skaper insentiv til et datakappløp som krever en enorm regnekraft og enorme mengder energi.

Hvis en helt normal laptop skulle utføre regnestykket, ville det ta den millioner av år.

En proof-of-stake-mekanisme bygger på at det trekkes lodd mellom de som har flest bitcoin – av dette stake (engelsk for eierandel), og de blir valgt ut tilfeldig til å lage en ny blokk.

Dermed blir mining unødvendig, og energiforbruket reduseres med opptil 99,99 prosent, ifølge de Vries.

Som å skru på en radiator på et jorde

Peter Sestoft, leder av det danske IT Universitetets avdeling for informatikk, bekrefter at det omtalte programvareskiftet ville redusere strømmen til en titusendel – altså med 99,99 prosent.

– Det er en enorm energisløsing forbundet med bitcoin. Man kan like godt gå ut og skru på en radiator midt på et jorde. Det er helt idiotisk, forteller Sestoft.

– Strømforbruket ved proof-of-stake er mindre fordi en loddtrekning er mye billigere. Det å lage en blokk koster ikke så mye energi, så energikostnadene er minimale sammenlignet med proof-of-work, legger han til.

Sestoft påpeker at verdens nest mest populære kryptovaluta, ethereum, nå gjør seg klar til et slikt programvareskifte.

Andre kryptovalutaer har allerede gjort det. Blant andre cardano, som den ellevte mest populære kryptovalutaen, samt danske Lars Seiers kryptoprosjekt Concordium.

Fritz Henglein, professor i informatikk ved Københavns Universitet, bekrefter også at et programvareskifte kan redusere strømforbruket med 99,99 prosent.

Programvareskifte er teknologisk mulig

Det er altså teknologisk sett mulig å endre programvaren.

– Det foreligger ferdig programvare for proof-of-stake både fra andre valutaer og fra universiteter rundt om i verden, påpeker Peter Sestoft.

– Det er klart at det krever noen tilpassinger, og man må ha helt trygg kode som ikke kan hackes, legger han til.

Sestoft forklarer at den største utfordringen er insentivet til å hacke loddtrekningen.

Likevel mener han endringen kan gjennomføres på et halvt år.

Fritz Henglein er også enig i at det er mulig, men han tror ikke det vil skje.

– Det er jo ikke noe formalisert styre for bitcoin, skriver han i en e-post.

Titusenvis av mennesker må bli enige

Det er tre grunner til at bitcoin neppe skrur ned strømforbruket.

Det første er at bitcoin, som Henglein påpeker, er et fullstendig desentralisert system.

Det sitter ikke et bitcoinstyre og styrer programvare og infrastruktur.

Det er imidlertid noen i bitcoinuniverset som har mer makt enn andre.

De som miner, er i dag høyt spesialiserte konsortier, og de har makten til å innføre endringer.

– Profesjonelle minere har kontakt gjennom ulike nettfora, der de for eksempel diskuterer og avtaler at neste uke fordobler de størrelsen på en blokk. Så de retter litt i programvaren en gang imellom, forklarer Peter Sestoft.

Men til sammen dreier det seg om titusenvis av personer, og det kan være vanskelig for dem å bli enige om et så stort inngrep.

– Det er mange ulike interesser involvert, og bitcoin er svært dominert av mining-grupper i Kina som er rent kommersielle, og de ønsker ikke å endre på systemet, forteller Sestoft.

Det leder oss til neste utfordring.

Dyr maskinvare er en klamp om foten

De store konsortiene har investert i store maskinhaller med dyrt og spesialdesignet datautstyr.

I prinsippet er det ikke så ulikt normal gruvedrift. Forskjellen er bare at man «graver» etter noe som bare finnes på internett.

Disse selskapene har brukt formuer på datamaskiner som ikke kan brukes til annet enn å mine bitcoin.

– Datamaskinene kan gjennomføre den ene utregningen det kreves for å mine bitcoin, men de kan verken pluss eller deling. De har enorme muskler, men ingen hjerne, forklarer Fritz Henglein.

Datamaskinene kan altså ikke gjenbrukes til andre ting, men må kjøres rett på søppelfyllingen hvis bitcoin får et nytt design.

Så det er ikke så rart at profesjonelle minere ikke vil kaste alt det dyre utstyret for å gjøre bitcoin grønnere, forklarer Peter Sestoft.

– Det er som at et stort rederi fikk høre at de må skrote alle skipene sine, sier han.

Slik kan en datafarm som <i>miner</i> bitcoins se ut. (Foto: Wikimedia Commons)
Slik kan en datafarm som miner bitcoins se ut. (Foto: Wikimedia Commons)

Desentralisert struktur skaper verdi

Den tredje årsaken til at bitcoin neppe kutter strømforbruket, er at systemet nettopp er populært fordi mange har tillit til at det ikke plutselig endrer design, påpeker Fritz Henglein.

Investorene er ikke interessert i at framtiden endrer seg til noe uforutsigbart.

Selv om bitcoin har blitt mer sentralisert enn det var i begynnelsen, er det fortsatt mye mer desentralisert enn for eksempel ethereum.

– Ethereum styres av Vitalik Buterin, som bestemmer og godkjenner alle endringer i programvaren, forteller Henglein.

Ethereums framtid blir mer eller mindre bestemt av en gruppe på 30 mennesker, noe som gjør at de nå kan skifte til proof-of-stake, mener Henglein.

Det gjør bitcoin mer stabil for minere og spekulanter.

En endring til proof-of-stake risikerer å sentralisere bitcoin.

Dør bitcoin hvis man ikke skifter system?

Et annet spørsmål er hvor lenge bitcoin kan holde strømfesten i gang.

– Bitcoin er på mange måter litt av en dinosaur, forteller Henglein.

– Det er nettopp det som gjør den interessant. Den høye likviditeten bygger på at den er mer stabil enn andre kryptovalutaer, forteller han.

Derfor tror han ikke på at det blir noen endringer for å spare strøm.

Det er flere som har forsøkt å få til dette tidligere.

En del ukjente folk har tatt initiativ til å endre programvaren, men de har aldri fått det til. En gang oppsto ny versjon av bitcoin, bitcoin cash, men den ble ikke like populær.

Peter Sestoft tror likevel et skifte vil skje før eller siden.

– Bitcoin har ikke noen framtid hvis de ikke skifter system, sier han.

– Hvis ethereum, som for tiden er nummer to, får suksess med skiftet, får bitcoin problemer, mener Sestoft.

Derfor tror han det bare er et spørsmål om tid før bitcoin innfører endringer.

Minerne vil ikke bruke for mye energi på å oppgradere, men de vil heller ikke undergrave verdien av bitcoin, så hvis maskinvaren er gammel, og de kan se at proof-of-stake skaper verdi, så tenker de nok «la oss gå videre til neste stadium», vurderer Sestoft.

Hvem som får rett, må tiden vise. Men én ting er sikkert: Bitcoins framtid er vanskelig å spå.

Referanse:

A. de Vries: «Renewable Energy Will Not Solve Bitcoin’s Sustainability Problem», 2019. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.joule . 2019.02.007 Sammendrag

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.