De MareNostrum 4 Supercomputer in Barcelona, Spanje
Afbeelding: BSC
Het gaat snel in de cryptowereld, maar het opschalen van de technologie – terwijl het voorkomen van een sterke toename van de uitstoot van broeikasgassen – zal niet eenvoudig.
Het produceren van digitale munten is op zijn zachtst gezegd niet milieuvriendelijk. Bitcoin-mining – een van de bekendste implementaties van blockchain – verbruikt ongeveer 110 Terawattuur per jaar, wat meer is dan het jaarlijkse verbruik van landen als Zweden of Argentinië.
Tesla, wiens CEO Elon Musk zei dat het energieverbruik van crypto's “krankzinnig” is, zal vanwege zorgen over klimaatverandering geen bitcoins meer accepteren als betaling – tenminste, totdat cryptomining groener wordt. Vreemd genoeg heeft El Salvador onlangs aangekondigd dat het stroom afkomstig van vulkanen zou gaan gebruiken voor Bitcoin-mijnbouw.
ZIE: IT-datacenterbeleid voor groene energie (TechRepublic Premium)
Toch zijn er manieren om de valkuil van het energieverbruik van blockchain tegen te gaan en tegelijkertijd de schaalbaarheid ervan te vergroten – dat wil zeggen, het aantal mogelijke transacties per seconde te vermenigvuldigen zonder knelpunten te creëren of de betrouwbaarheid te verliezen.
Deze verschuiving is cruciaal, zegt Leonardo Bautista, senior onderzoeker bij Barcelona Supercomputing Center (BSC), aangezien “gecentraliseerde systemen zoals VISA of Mastercard 50.000 transacties per seconde kunnen verwerken, terwijl Ethereum 15 tot 20 transacties per seconde en Bitcoin zeven tot 10.”
Bautista werkt sinds 2018 samen met de Ethereum Foundation om de uitdagingen van blockchain op te lossen, met behulp van de Marenostrum-supercomputer die is geïnstalleerd in de kapel van de BSC.
Het project omvat het uitvoeren van open-sourcesimulaties om te bestuderen hoe de snelheid van transacties op de blockchain zou kunnen worden vergroot met behulp van verschillende technieken, zoals sharding.
Sharding houdt in dat een blockchain-netwerk wordt opgesplitst in kleinere partities die 'shards' worden genoemd en die parallel werken om de transactiedoorvoer te vergroten. Met andere woorden, het is als het spreiden van de werklast van een netwerk om meer transacties te kunnen verwerken, een techniek die vergelijkbaar is met de techniek die wordt gebruikt bij supercomputing.
In de wereld van krachtige computers, manieren om berekeningen te parallelliseren zijn decennialang ontwikkeld om de schaalbaarheid te vergroten. Dit is waar de lessen die uit supercomputing zijn geleerd van pas komen.
“Een blockchain zoals Ethereum is zoiets als een wereldwijde staatsmachine, of in minder technische woorden, een wereldwijde computer. Deze wereldwijde computer draait al meer dan vijf jaar op een enkele kern, meer specifiek een enkele keten”, vertelt Bautista aan ZDNet.< /p>
“De inspanningen van de Ethereum-gemeenschap zijn erop gericht om van deze wereldwijde computer een computer met meerdere kernen te maken, meer specifiek een computer met meerdere ketens. Het doel is om de berekening effectief te parallelliseren in meerdere computerkernen die 'shards' worden genoemd – vandaar de naam van deze technologie.”
De zoektocht naar een nieuwe standaard
Het team van Bautista heeft ook de Kumo Crawler gemaakt, een bot die het Ethereum P2P-netwerk sluipt om problemen en kwaadaardig gedrag te detecteren. Dit zal helpen bij de implementatie van Ethereum 2.0, een langverwachte upgrade van het netwerk dat klaar staat om de schaalbaarheid met meer dan 1000 keer te vergroten en het energieverbruik tot 500 keer te verlagen.
Dit zal naar verwachting in 2022 aankomen en zou de grootste hoofdpijn van het netwerk kunnen aanpakken zonder in te boeten aan beveiliging of decentralisatie. “Momenteel wordt er gevochten voor een nieuwe standaard voor het maken en valideren van blokken op de blockchain, en Ethereum lijkt de overhand te krijgen”, zegt Marc Rocas, voormalig voorzitter van de Blockchain Catalonia Association.
Ethereum is van plan om het Proof of Stake (PoS) consensusmechanisme te gebruiken, naast sharding en de beacon chain – het coördinatiemechanisme waarmee shards synchroon met elkaar kunnen blijven – om het netwerk te maken ” veiliger, schaalbaarder en duurzamer.”
Inderdaad, een van de meest hardnekkige problemen met openbare blockchains heeft te maken met consensusmechanismen die zijn ontworpen om te bevestigen dat transacties geldig zijn en ervoor te zorgen dat niemand blokken probeert te veranderen en slechte dingen doet.
Het beproefde model hiervoor is Proof of Work (PoW). Om een blok aan de keten toe te voegen, moeten Ethereum- of Bitcoin-mijnwerkers een complexe puzzel oplossen die enorm veel verwerkingskracht vereist. Pas als het probleem is opgelost, verifieert het netwerk de rechtmatigheid van de transactie.
Dit proces is echter pijnlijk traag – het netwerk heeft ongeveer 10 minuten nodig om elke transactie te bevestigen. Tegelijkertijd, naarmate het aantal transacties toeneemt, nemen ook de kosten om ze te voltooien toe. Op het Ethereum-netwerk staan de rekeninspanningen die nodig zijn om transacties uit te voeren bekend als 'gas', waarvan de kosten door de miners worden bepaald op basis van vraag en aanbod van het netwerk.
Er zijn andere consensusmechanismen gecreëerd om de hindernissen van de PoW-methode te overwinnen, een van de meest populaire is het Proof of Stake (PoS)-model.
Hoewel PoW vereist dat miners een probleem oplossen met behulp van brute verwerkingskracht, PoS vereist dat miners een bepaalde hoeveelheid cryptocurrency op het netwerk inzetten. Een algoritme selecteert vervolgens de maker van het blok op basis van de inzet van de gebruiker; hoe groter de inzet, hoe groter de kans om het volgende blok te valideren en een beloning te ontvangen.
Als het netwerk kwaadaardig gedrag detecteert, verliest de gebruiker zijn inzet en recht om in de toekomst deel te nemen aan het netwerk. Dit geeft een financiële motivatie om geen slechte dingen te doen.
ZIE: Wat is quantum computing? Alles wat je moet weten over de vreemde wereld van kwantumcomputers
Ethereum wil PoS gebruiken omdat de methode groener en goedkoper zou zijn, maar verre van perfect. “Proof of Work komt vaak binnen voor slechte pers omdat het veel elektriciteit gebruikt, maar het is super betrouwbaar. Bovendien, wat is het probleem als de gebruikte energie schoon is?” zegt Rocas.
“Aan de andere kant is het probleem dat sommige mensen hebben bij het bespreken van Proof of Stake, dat het meer ongelijkheden zou kunnen creëren, omdat hoe meer munten je kunt kopen, hoe meer munten je kunt inzetten”, voegt hij eraan toe.
Energie-efficiëntie is een andere uitdaging die supercomputers en blockchain gemeen hebben. De Marenostrum-supercomputer die bij het BSC is geïnstalleerd, verbruikt 1,3 MW/jaar. Fugaku, de snelste supercomputer ter wereld, verbruikt zo'n 30-40 MW.
Wetenschappers hebben geprobeerd dit probleem aan te pakken met behulp van een aantal technieken, zoals het door BSC ondersteunde MontBlanc-project, dat het concept van het bouwen van supercomputers op basis van mobiele processors verkende. De Ethereum-gemeenschap verwacht dat, nadat Ethereum 2.0 volledig is geïmplementeerd, het netwerk mogelijk kan draaien op mobiele telefoons of 'lichte' machines zoals Raspberry Pi.
Toch lijkt het gebruik van de energie van supercomputers om het stroomverbruik van de blockchain te verbeteren als een contradictie, maar Bautista stelt dat de parameters niet vergelijkbaar zijn.
“Bovendien, zodra de simulaties met de supercomputer zijn gedaan, zijn de voordelen op lange termijn”, zegt hij.
Innovatie
Robots voor kinderen: STEM-kits en meer technologie geschenken voor hackers van alle leeftijden De beste VR- en AR-headsets voor zakelijk en persoonlijk gebruik De beste 3D-printers voor zakelijk en thuisgebruik Wat is AI? Alles wat u moet weten We leven in een duizelingwekkend tempo van technologische veranderingen. Is het goed voor ons? (ZDNet YouTube) Gratis pdf: Robotica in de onderneming (TechRepublic)
Verwante onderwerpen:
Blockchain CXO Digitale transformatie Tech Industrie Smart Cities Cloud