fbpx
24.03.2021

Proof-of-Work vs Proof-of-Stake: команда TQ Tezos сравнила углеродный след Bitcoin, Ethereum и Tezos

В начале марта издания Wired, Gizmodo и Mashable опубликовали статьи о негативном влиянии PoW-блокчейнов и NFT на климат.

Разработчики из TQ Tezos рассказали о проблемах PoW, затратах электроэнергии на выпуск NFT и энергопотреблении LPoS. Мы подготовили адаптированный перевод этой статьи.

Proof-of-Work против Proof-of-Stake

Согласно расчетам Кембриджского университета, в 2021 году Bitcoin сожжет 130 ТВт⋅ч. Это сопоставимо с годовым энергопотреблением Аргентины (125 ТВ⋅ч) и Украины (118 ТВт⋅ч).

Портал Digiconomist утверждает, что Ethereum в 2021 году потребит 26 ТВ⋅ч. Столько энергии за год тратит Эквадор с населением 17 млн человек.

Мы посчитали, что сеть Tezos в 2020 году использовала 60 МВт⋅ч. Энергопотребление узлов сети — 7 кВт. Его можно сравнить с работой 200 современных холодильников.

Tezos потребляет в 2 млн раз меньше электроэнергии чем Bitcoin, и в 400 тысяч раз меньше чем Ethereum.

Разница в потреблении электроэнергии становится более заметной при сравнении энергетической стоимости транзакций. Bitcoin проводит 5 транзакций в секунду при стоимости транзакции 830 000 Вт⋅ч, Ethereum — 15 транзакций в секунду при стоимости 50 000 Вт⋅ч, Tezos — 52 транзакции в секунду при стоимости 0,03 Вт⋅ч.

Энергетическая стоимость транзакций Tezos в 25 млн раз меньше, чем у Bitcoin.

Для тех, кто интересуется NFT: энергетическая стоимость выпуска NFT на Ethereum составляет 332 кВт⋅ч. Выпуск такого NFT на Tezos потребует 200 мВт⋅ч. Разница энергетической стоимости — 1,5 млн раз.

Почему PoW нужно столько электроэнергии

Блокчейны на Proof-of-Work награждают майнеров за создание блоков. Эти награды обеспечены инфляцией — своеобразным налогом за выполнение транзакций. Пока цена монеты растет, держатели игнорируют этот налог.

Энергопотребление блокчейнов выражается в транзакционных комиссиях и влиянии на климат. Углеродный след от пары биткоин-транзакций можно сравнить с выбросами автомобиля при поездке на 1000 км.

С каждым годом процессоры становятся мощнее и экономичнее, но это не влияет на энергопотребление PoW-криптовалют. Безопасность таких блокчейнов зависит от стоимости вычислений. Если майнеры отключат фермы, злоумышленник с мощным компьютером «напечатает» монеты и обвалит курс.

Представьте, что майнеры перешли на зеленые источники энергии и стали платить за электричество в два раза меньше. Для защиты сети им придется сжигать в два раза больше электроэнергии. Активность майнеров во внепиковые часы затруднит работу энергохранилищ, которые нужны для массового использования зеленой электроэнергии.

Безопасность Tezos и других сетей на Proof-of-Stake не зависит от стоимости сожженной электроэнергии. Защита PoS-криптовалют базируется на экономических стимулах: награде за блок и штрафе за вредительство.

Благодаря этому у сети с алгоритмом консенсуса Proof-of-Stake нет нижнего лимита энергопотребления. С развитием процессоров PoS-сети будут использовать меньше электроэнергии, а их пропускная способность и защита не пострадают.

Расчет энергопотребления сети Tezos

Мы не можем измерить мощность каждого компьютера в сети Tezos. Но мы знаем мощность типовых устройств, а также количество бейкеров Tezos — 400 человек.

Для начала определим нижнюю границу мощности сети. Программа-бейкер стабильно работает на Raspberry Pi с процессором ARM мощностью 3 Вт⋅ч. Допустим, все бейкеры Tezos развернуты на таком железе. Тогда сеть потребляет 1,2 кВт в час или 10,5 МВт⋅ч в год.

Еще одна энергоэффективная машина для запуска бейкера — Intel NUC мощностью 9 Вт⋅ч. Если все бейкеры перейдут на такие мини-ПК, то Tezos будет потреблять 3,6 кВт в час или 31,5 МВт⋅ч в год.

Рассчитать верхнюю границу мощности сети сложнее, чем нижнюю. Некоторые пользователи запускают бейкеров на высокопроизводительном серверном оборудовании. Мы не знаем, какие процессоры использует дата-центр, и не можем точно предсказать потребление бейкера.

Допустим, все программы-бейкеры работают на станциях с х86-процессорами мощностью 100 Вт. В таком случае мощность сети Tezos составит 40 кВт⋅ч, а годовое потребление — 350 МВт⋅ч. Однако у пользователей нет причин использовать такое мощное оборудование: для этого хватит Raspberry Pi или старого ноутбука.

Итоги

Мы выяснили, что для работы Tezos нужно минимум 10,5 МВт⋅ч в год. Если бейкеры будут использовать оборудование с избыточной мощностью, энергопотребление сети составит около 350 МВт⋅ч. Среднее геометрическое этих значений — 60 МВт⋅ч.

Даже при использовании мощных серверов энергопотребление Tezos будет в тысячи раз меньше, чем у криптовалют на Proof-of-Work.

Мы предполагаем, что мощность и углеродный след Tezos будут постепенно уменьшаться благодаря росту энергоэффективности компьютерных процессоров. В то же время блокчейны с алгоритмом консенсуса Proof-of-Work не могут снизить энергопотребление: их безопасность зависит от стоимости затраченной электроэнергии.

Подписывайтесь на социальные сети Tezos Ukraine, чтобы ничего не пропустить:

Готов работать с Tezos Ukraine?

Контакты