Bitcoin slurpt elektriciteit. Wat zegt dat over andere blockchain toepassingen?

20 augustus 2018, 08:28
Bitcoin door Zach Copley. CC BY-SA 2.0.
Bitcoin door Zach Copley. CC BY-SA 2.0.
‘s Werelds beroemdste cryptocurrency Bitcoin is een elektriciteit veelvraat. Het verbruikt inmiddels ruim 70 TWh per jaar, schat Digiconomist. De van Bitcoin afgeleide blockchaintechnologie, wordt nu ook op andere vlakken toegepast. Maar is de blockchain-hype wel levensvatbaar als het zoveel elektriciteit verbruikt?

Bitcoin staat vooral bekend om zijn sterk fluctuerende koers. Maar er is een veel interessanter aspect aan Bitcoin: het biedt een oplossing voor een fundamenteel probleem dat computerwetenschappers al decennia had beziggehouden. Velen waren er zelfs van overtuigd dat dit probleem simpelweg niet opgelost kon worden. Met de mysterieuze introductie van Bitcoin in 2009, was er niet alleen een theoretisch antwoord op de vraag maar direct ook een platform dat het in de praktijk bracht. Het probleem waar Bitcoin een antwoord op geeft, is gedecentraliseerde consensus: Hoe je overeenstemming kunt bereiken in een digitaal netwerk zonder dat je elkaar hoeft te vertrouwen en zonder dat je een centrale autoriteit nodig hebt.

Het energiehongerige beest dat blockchain heet

Het specifieke element van Bitcoin dat gedecentraliseerde consensus mogelijk maakt is blockchain. Toen eenmaal werd ingezien dat blockchain een lang staand probleem oploste, kwamen er allerlei ideeën om blockchain ook buiten de wereld van de e-cash toe te passen. Inmiddels heeft blockchain zich een ferme plaats verworven op de buzzword bingokaart met eigen conferenties, startups en hackatons.

Maar blockchain is ook de oorzaak dat Bitcoin zo verschrikkelijk veel elektriciteit verbruikt. De CO2 uitstoot van het Bitcoin netwerk is momenteel 34.851 kt per jaar. Is de energiehonger inherent aan blockchain? Want in dat geval lijken grootschalige en veelvuldige toepassingen van blockchain geen levensvatbare optie.

Gedecentraliseerde consensus

Om die vraag te beantwoorden hier eerst een uitleg van de functie van blockchain binnen Bitcoin. Blockchain is het onderdeel van Bitcoin dat fraude moet voorkomen. Als decentraal, peer-to-peer netwerk, heeft Bitcoin geen centrale autoriteit zoals een bank, die controleert of een munt twee keer wordt uitgegeven. In plaats daarvan worden alle transacties aan het hele netwerk bekend gemaakt.

De blockchain is het grootboek (ledger) (oftewel de database) waarin alle transacties worden bijgehouden. Nieuwe transacties worden in blokken (blocks) naar het netwerk gestuurd. Van elk blok wordt een hash functie gemaakt: een wiskundige functie die een dataset van een willekeurige grootte omzet in bitstring van een bepaalde grootte (bijvoorbeeld: c01b39c7a35ccc3b081a3...). Als er ook maar een letter wordt veranderd in de dataset, krijg je een compleet andere hash. Zo kan je dus controleren of de dataset in originele staat is. De hash van het voorgaande blok wordt opgenomen in het nieuwe blok. Zo worden de blokken aan elkaar geketend (chain). De keten zorgt ervoor dat iemand een blok niet kan veranderen, zonder ook alle navolgende blokken te moeten veranderen.

Om te voorkomen dat iemand de transacties in het grootboek veranderd, is proof of work (bewijs van werk) geïntroduceerd. Dit is een puzzel die veel rekenkracht kost om uit te voeren, maar makkelijk te verifiëren is. Een nieuw blok wordt pas geaccepteerd nadat alle computers in het netwerk een bepaalde hoeveelheid rekenkracht hebben gespendeerd. Dit heeft als doel dat één of enkele rogue computers, het werk niet kunnen overdoen en een frauduleus blok introduceren. Om mensen te motiveren hardware en elektriciteit te leveren voor proof of work, kan iedereen die meedoet Bitcoins ‘winnen’. Hoe meer hardware je aan het netwerk toewijdt, hoe groter je kans. (Voor een preciezere uitleg van hoe Bitcoin werkt, zie mijn artikel uit 2011.)

Alternatieven: Ethereum en proof of stake

Het ‘verspillen’ van rekenkracht – en dus elektriciteit – is dus een essentieel onderdeel van blockchain. Tenminste, zoals het is toegepast binnen Bitcoin. Is het ook mogelijk gedecentraliseerde consensus te realiseren zonder de planeet verder uit te putten?

Een platform dat daar nu mee aan het experimenteren is Ethereum. Het platform is vooral bekend als alternatief voor Bitcoin met de cryptocurrency Ether. Maar Ethereum is meer dan dat, het wil de blockchaintechnologie ook voor andere toepassingen beschikbaar maken. Ethereum leunt ook op de proof of work methode. Maar onder meer vanwege de energieverspilling werkt het al een tijd aan een alternatief: proof of stake (bewijs van aandeel). Bij deze methode staat centraal hoe groot je economische aandeel is in het Ethereum netwerk. Hoe meer Ether je voor een bepaalde tijd vastlegt in het netwerk, hoe groter je aandeel. De autoriteit om een blok te accepteren rouleert tussen aandeelhouders. Proof of stake wordt op dit moment ontwikkeld voor het Ethereum netwerk. Of het werkt moet nog blijken.

Gewoon geen blockchain

Paul Frazee, een expert in peer-to-peer netwerken, wijst er op dat voor veel toepassingen waar nu enthousiast blockchain voor wordt ingezet, dat helemaal niet nodig is. Blockchains oplossing voor gedecentraliseerde consensus is een mooie vondst maar ook een zwaar middel. In veel toepassingen is een slechts een veilig grootboek (secure ledger) nodig waar niet mee gefraudeerd kan worden. In andere woorden, een database met informatie waarvan de gebruikers er op kunnen vertrouwen dat die informatie accuraat is. Dat heeft niet noodzakelijkerwijs gedaan te worden door gedecentraliseerde consensus. In veel gevallen kunnen alternatieven die geen energie slurpen, de klus te klaren.

Beeld: Bitcoin by Zach Copley. CC BY-SA 2.0.
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items