Superdatorn MareNostrum 4 i Barcelona, Spanien
Bild: BSC
Saker och ting går snabbt i kryptovärlden, men det går inte att skala upp tekniken – samtidigt som den förhindrar en kraftig växthusgasutsläpp – lätt.
Att producera digitala mynt är inte minst sagt miljövänligt. Bitcoin mining-en av de mest kända implementeringarna av blockchain-förbrukar cirka 110 Terawattimmar per år, vilket är mer än den årliga konsumtionen i länder som Sverige eller Argentina.
Tesla, vars VD Elon Musk sa att kryptos energianvändning är “vansinnig”, kommer inte längre att acceptera bitcoins som betalning på grund av klimatförändringar – åtminstone tills kryptodrift blir grönare. Konstigt nog meddelade El Salvador nyligen att man skulle börja använda kraft från vulkaner för Bitcoin -gruvdrift.
SE: IT Data Center Green Energy Policy (TechRepublic Premium)
Men det finns sätt att motverka blockchains energiförbrukning och samtidigt öka dess skalbarhet – det vill säga multiplicera antalet möjliga transaktioner per sekund utan att skapa flaskhalsar eller förlora tillförlitlighet.
Det här skiftet är avgörande, säger Leonardo Bautista, seniorforskare vid Barcelona Supercomputing Center (BSC), eftersom “centraliserade system som VISA eller Mastercard kan hantera 50 000 transaktioner per sekund, medan Ethereum kan hantera 15 till 20 transaktioner per sekund och Bitcoin sju till 10. “
Bautista har arbetat med Ethereum Foundation sedan 2018 för att lösa blockchains utmaningar med hjälp av Marenostrum superdator installerad i kapellet i BSC.
Projektet innebär att öppna simuleringar med öppen källkod för att studera hur transaktionshastigheten på blockchain kan ökas med olika tekniker, till exempel skärning.
Sharding innebär att dela ett blockchain -nätverk i mindre partitioner som kallas 'shards' som arbetar parallellt för att öka dess transaktionella genomströmning. Med andra ord är det som att sprida arbetsbelastningen i ett nätverk så att fler transaktioner kan bearbetas, en teknik som liknar den som används i superdatorer.
I en värld av högpresterande datorer, sätt att parallellisera beräkning har utvecklats i decennier för att öka skalbarheten. Denna punkt är där lärdomar från superdatorer kommer till nytta.
“En blockchain som Ethereum är något som en global statsmaskin, eller med mindre tekniska ord, en global dator. Den här globala datorn har körts i över fem år på en enda kärna, närmare bestämt en enda kedja”, säger Bautista till ZDNet. < /p>
“Ethereum-gemenskapens ansträngningar är inriktade på att göra denna globala dator till en dator med flera kärnor, närmare bestämt en flerkedjedator. Målet är att effektivt parallellisera beräkningen till flera datorkärnor som kallas” skärvor ” – därav namnet på denna teknik. “
Jakten på en ny standard
Bautistas team har också skapat Kumo Crawler, en bot som döljer Ethereum P2P -nätverket för att upptäcka problem och skadligt beteende. Detta kommer att hjälpa till att informera om implementeringen av Ethereum 2.0, en efterlängtad uppgradering av nätverket som kommer att öka skalbarheten med mer än 1000 gånger samtidigt som dess energiförbrukning sänks upp till 500 gånger.
Detta förväntas komma 2022 och kan hantera nätverkets huvudvärk utan att offra säkerhet eller decentralisering. “För närvarande finns det en kamp för en ny standard för att skapa och validera block på blockchain, och Ethereum verkar få övertaget”, säger Marc Rocas, tidigare president för Blockchain Catalonia Association.
Ethereum planerar att använda konsensusmekanismen Proof of Stake (PoS), förutom skärmning och fyrkedjan-samordningsmekanismen som gör att skärvor kan förbli synkroniserade med varandra-för att skapa nätverket ” mer säker, skalbar och hållbar. “
Ett av de mest ihållande problemen med offentliga blockchains har faktiskt att göra med konsensusmekanismer som är utformade för att bekräfta att transaktioner är giltiga och säkerställa att ingen försöker ändra block och göra dåliga saker.
Den väletablerade modellen för detta är Proof of Work (PoW). För att lägga till ett block i kedjan måste Ethereum- eller Bitcoin -gruvarbetare lösa ett komplext pussel som kräver mycket processorkraft. Först när problemet är löst verifierar nätverket transaktionens legitimitet.
Denna process är dock smärtsamt långsam – nätverket tar cirka 10 minuter att bekräfta varje transaktion. Samtidigt som antalet transaktioner ökar, ökar också kostnaden för att slutföra dem. På Ethereum -nätverket är de beräkningsinsatser som krävs för att utföra transaktioner kända som “gas”, vars kostnad bestäms av gruvarbetarna enligt utbud och efterfrågan i nätverket.
Andra samförståndsmekanismer har skapats för att övervinna hindren för PoW -metoden, en av de mest populära är modellen Proof of Stake (PoS).
Även om PoW kräver att gruvarbetare löser ett problem med brutal processorkraft, PoS kräver att gruvarbetare satsar en viss mängd kryptovaluta på nätverket. En algoritm väljer sedan blockskaparen baserat på användarens insats; ju större insats, desto större är chansen att validera nästa block och få en belöning.
Om nätverket upptäcker skadligt beteende förlorar användaren sin insats och rätten att delta i nätverket i framtiden. Detta ger en ekonomisk motivation att inte göra dåliga saker.
SE: Vad är kvantberäkning? Allt du behöver veta om kvantdatorernas konstiga värld
Ethereum vill använda PoS eftersom metoden påstås vara grönare och billigare, men det är långt ifrån perfekt. “Proof of Work kommer ofta in för dålig press eftersom det använder en stor mängd el, men det är super pålitligt. Dessutom, vad är problemet om energin som används är ren?” säger Rocas.
“Å andra sidan är frågan som vissa människor har när de diskuterar Proof of Stake att det kan skapa fler ojämlikheter eftersom ju fler mynt du har råd att köpa, desto fler mynt kan du satsa”, tillägger han.
Energieffektivitet är en annan utmaning som superdatorer och blockchain har gemensamt. Superdator Marenostrum installerad på BSC använder 1,3 MW/år. Fugaku, den snabbaste superdatorn i världen, använder cirka 30-40 MW.
Forskare har försökt lösa detta problem med hjälp av ett antal tekniker, till exempel det BSC-stödda MontBlanc-projektet, som undersökte konceptet att bygga superdatorer baserade på mobila processorer. Ethereum -gemenskapen förväntar sig att nätverket potentiellt kan köras på mobiltelefoner eller “lätta” maskiner som Raspberry Pi, efter att Ethereum 2.0 har distribuerats fullt ut. som en motsägelse, men Bautista hävdar att parametrarna inte är jämförbara.
“Dessutom, när simuleringarna med superdatormaskinen är klara är fördelarna långsiktiga”, säger han.
Innovation
Robotar för barn: STEM-kit och mer teknik gåvor till hackare i alla åldrar De bästa VR- och AR -headseten för företag och privat bruk De bästa 3D -skrivarna för företag och hemmabruk Vad är AI? Allt du behöver veta Vi lever i en svindlande takt av tekniska förändringar. Är det bra för oss? (ZDNet YouTube) Gratis PDF: Robotics in the enterprise (TechRepublic)
Relaterade ämnen:
Blockchain CXO Digital Transformation Tech Industry Smart Cities Cloud 