‘Optical proof of work vermindert het energieverbruik van bitcoin met factor 100’

Twee onderzoekers hebben een paper gedeeld genaamd Optical Proof of Work. Hierin beschrijven ze een mining algoritme waardoor het minen van bitcoin minder afhankelijk wordt van lage energiekosten. Het energieverbruik zou in theorie met een factor 10 tot 100 lager af moeten nemen. Dit zou er weer voor moeten zorgen dat miners niet meer zo gecentraliseerd in China zitten.

Dalende koers, vluchtende miners

Toen de bitcoin bullrun eind 2017 abrupt ten einde kwam, daalde de waarde in slechts enkele dagen van meer dan 16.000 euro naar minder dan 8.000 euro.

Maar toen de waarde van Bitcoin daalde, gebeurde er iets vreemds. De hashrate op het netwerk van bitcoin bleef maar stijgen. De reden? Ondanks de waardevermindering was het minen van bitcoin nog steeds winstgevend. Met andere woorden, de kosten om te minen zijn nog steeds lager dan de waarde van de munten die hieruit voortkomen. Met de kosten doelen wij op energiekosten en de prijs van de hardware.

Dit ging een tijdje zo door tot november 2018. Toen daalde de waarde naar 3.000 euro. Voor veel miners was dit de druppel. Plots waren bitcoins niet langer waardevol genoeg om hun alle kosten te dekken en stopten velen met minen. De computerkracht van het bitcoin netwerk zakte in elkaar, van 60 exa-hashes per seconde naar slechts 35.

Het risico van China

Het effect van deze crash is nog steeds voelbaar. Voordat de koers daalde naar 3.000 euro, waren miners geografisch goed verspreid. Hierdoor had geen enkel land of geen enkele regio onevenredig veel invloed. Maar na de crash werd minen alleen nog maar winstgevend op plekken waar goedkope energie te vinden is. Op dit moment staan de meeste miners in het westen van China en we mogen van geluk spreken dat minen niet verboden is in China, ook al was daar lange tijd wel sprake van.

Maar ondanks dat minen niet verboden is in China, heeft het land een enorm negatieve houding ten opzichte van bitcoin en andere cryptocurrency’s. En het feit dat het merendeel van de miners Chinees zijn, en de productie dus enigszins gecentraliseerd is, kan een bedreiging zijn voor bitcoin.

Optical Proof of Work

Michael Dubrovsky van Columbia University in New York en Bogdan Penkovsky van de universiteit van Parijs schrijven in hun paper (PDF) dat ze denken een oplossing gevonden te hebben. Zij onderzochten manieren om proof of work minder afhankelijk te maken van energieconsumptie, en dus wie de goedkoopste energie kan verkrijgen. En dat zonder computerkracht in te hoeven leveren. Ook belangrijk, hun idee is te implementeren via een BIP en vergt geen hard fork.

Het geheim is heel simpel, in plaats van reguliere chips te gebruiken om de juiste hash te raden, willen ze gebruik maken van optische computers (ook wel photonisch genoemd). De onderzoekers claimen dat deze computers veel minder energie gebruiken en de berekening achter bitcoin mining fundamenteel kunnen veranderen.

Benieuwd wat optical computing is? Bekijk dan bovenstaande video van Singularity Prosperity.

Ontwikkeling van optische computers

Om dat te bereiken hebben ze een aangepast encryptie protocol bedacht, genaamd HeavyHash, speciaal voor optische computers. De onderzoekers leunen op de krachten van marktwerking. ‘Optical Proof of Work’ zorgt volgens de onderzoekers voor de adoptie en ontwikkelingen van photonische chips en die zorgen ervoor dat het energieverbruik van bitcoin drastisch vermindert.

Op het moment dat de prijs van energie niet langer de belangrijkste overweging is, gaat het weer over de kosten van hardware, schrijft Dubrovsky. En dat heeft het bijkomende positieve effect dat miners winstgevend kunnen zijn op andere locaties dan alleen daar waar energie goedkoop is (lees: China).

Vragen te over

De theorie lijkt te kloppen, maar er zijn nog wel wat haken en ogen. Hoe energie efficient photonische chips werkelijk zijn in de praktijk is nog niet duidelijk. En in de praktijk zie je dat bitcoin constant schaalt, en het effect hiervan op Optical Proof of Work is nog niet berekend door de onderzoekers.

En misschien nog wel belangrijker: hoewel het idee goed is, is niet duidelijk hoe Optical Proof of Work op de lange termijn er voor kan zorgen dat de regionale verschillen in energieprijs niet meer van belang zijn. Stel dat iedereen over is gestapt op de door hun voorgestelde computers, dan komt er een moment dat de kosten van alle hardware gelijk zijn voor alle miners. En dan is het weer een race naar goedkopere energie.

Tien tot honderd keer minder energie

Dubrovsky vertelt tegen Decrypt dat ze later ingaan op deze punten in een volgende paper waarin een gedetailleerder model wordt beschreven. Toch willen ze een tipje van de sluier lichten: ‘een volwassen Optical Proof of Work netwerk spendeert tussen de tien en honderd keer minder energie.’

Energiekosten zullen volgens de onderzoekers altijd van belang zijn, maar de impact kan geminimaliseerd worden. ‘Als de belangrijkste kostenpost de investering in machines is. en energiekosten een veel kleinere rol spelen (in tegenstelling tot wat nu het geval is), dan worden de kosten van kapitaal en operationeel risico veel belangrijker. Stabiele landen met duidelijke regelgeving en lage rente zullen dan meer Optical Proof of Work miners trekken.’

Decrypt concludeert daarom dat China en Rusland zo buitenspel gezet worden.