Unabhängiger Bericht stellt fest, dass BSV die grünste Bitcoin-Blockchain ist

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By Jamie McKane Published: November 26, 2021
Eco Bitcoin

MNP, das fünftgrößte Buchhaltungs- und Unternehmensberatungsunternehmen in Kanada, hat einen Bericht veröffentlicht, der die Energieeffizienz der Bitcoin-basierten Blockchain-Technologie untersucht.

Der Bericht mit dem Titel „Blockchain technology and energy consumption: The quest for efficiency“ (Blockchain-Technologie und Energieverbrauch: Auf der Suche nach Effizienz) kommt zu dem Ergebnis, dass die BSV-Blockchain weitaus energieeffizienter ist als die beiden anderen Blockchain-Protokolle, die zum Vergleich herangezogen wurden – BTC (Bitcoin Core) und BCH (Bitcoin Cash).

Energieeffizienz ist ein heiß diskutiertes Thema in der Blockchain-Branche. So werden Technologien wie BTC kritisiert, die durch das Proof-of-Work-Mining Unmengen an elektrischer Energie verbrauchen. Jedoch nicht alle Proof-of-Work-Blockchains haben einen derart hohen Energieverbrauch pro verarbeiteter Transaktion. Dies trifft nur auf die Blockchains zu, die die Blockgröße künstlich einschränken und damit den Transaktionsdurchsatz drosseln.

Die BSV-Blockchain ist ein Musterbeispiel hierfür – ihre Energieeffizienz verbessert sich mit steigendem Transaktionsdurchsatz. Wenn mehr Transaktionen in einem Block enthalten sind, sinken im Verhältnis zum erhöhten Durchsatz die Energiekosten für das Mining pro Transaktion. MNP erklärt, dass diese verbesserte Energieeffizienz die BSV-Blockchain effizienter als BTC und BCH macht – und somit auch „grüner“ und umweltfreundlicher.

„BSV ist effizienter – aufgrund der Blockgröße und der Anzahl der Transaktionen (Durchsatz), die derzeit im Netzwerk verfügbar sind, und der Einschränkungen, die bei anderen Protokollen bestehen“, heißt es in dem Bericht.

„Solange die Größe oder die Anzahl der Transaktionen im BSV-Netzwerk die Begrenzung der anderen Protokolle übersteigt, ist BSV das effizienteste in dieser Gruppe.“

Die BSV-Blockchain ist das Protokoll, das am meisten mit der ursprünglichen Vision von Bitcoin übereinstimmt, wie sie Satoshi Nakamoto in seinem Whitepaper festgehalten hat. Die Einhaltung des originalen Bitcoin-Protokolls ermöglicht eine unbegrenzte Skalierung durch größere Blöcke. Im Vergleich dazu begrenzen die Protokolle von BTC und BCH in unterschiedlichem Maße die maximale Größe der Blöcke, die in ihren Netzwerken geminet werden können.

Im Rahmen einer Studie hat MNP ein Modell zum Einschätzen und Vergleichen der Energieeffizienz von Blockchain-Protokollen entwickelt, die den Proof-of-Work-Konsensmechanismus mit SHA-256-Hashfunktion verwenden. Zu den untersuchten Blockchains gehören BTC, BCH und BSV.

„… diese Studie ergab, dass es möglich ist, den Stromverbrauch eines Blockchain-Netzwerks zu schätzen. Außerdem können wir diese Schätzungen verwenden, um zu beurteilen, welche Umsetzungen effizienter sind“, heißt es in dem Bericht.

Von den drei Kryptowährungen, die in der Studie untersucht wurden, weisen unsere Ergebnisse darauf hin, dass BSV im Vergleich zu den beiden anderen Proof-of-Work-Blockchains mit SHA-256-Hashfunktion ein effizienteres Blockchain-Netzwerk ist.“

 

Verbesserte Energieeffizienz durch Skalierbarkeit

Das wichtigste Ergebnis der MNP-Studie zum Energieverbrauch von Proof-of-Work-Blockchains mit SHA-256-Hashfunktion ist, dass sich die Effizienz mit der Anzahl der Transaktionen erhöht, die in einen bestimmten Block für die Blockchain aufgenommen werden können. Wenn der Schwierigkeitsgrad (die Komplexität des Proof-of-Work-Problems, das zum Minen des Blocks gelöst werden muss) konstant bleibt, kann man davon ausgehen, dass die Energie für das Minen eines einzelnen Blocks ungefähr gleich ist.

Dies gilt unabhängig von der Anzahl der Transaktionen oder der Datenmenge, die in dem zu minenden Block enthalten ist. Wenn also mehr Transaktionen und Daten in einem einzigen Block enthalten sind, sinkt der durchschnittliche Energieverbrauch für die Verarbeitung einer Transaktion oder eines Megabytes an Daten in der Blockchain.

BTC und BCH begrenzen künstlich die maximale Blockgröße, die von ihren jeweiligen Protokollen akzeptiert werden kann. Die aktuelle Blockgröße von BTC ist auf ein Megabyte begrenzt, während BCH ein Limit von 32 MB hat. Diese Beschränkungen führen nicht nur dazu, dass der maximale Transaktionsdurchsatz dieser Netzwerke gedrosselt wird, sondern auch dazu, dass die Energieeffizienz beeinträchtigt wird. Das BSV-Blockchain-Protokoll sieht keine willkürliche Begrenzung der Blockgröße vor. Das bedeutet, dass die Energieeffizienz mit der Anzahl der im Netzwerk verarbeiteten Transaktionen steigt und der Transaktionsdurchsatz problemlos an den Bedarf angepasst werden kann.

„Die drei Bitcoin-Protokolle BTC, BSV und BCH wurden verglichen, um festzustellen, welches effizienter ist. Da bei allen Bitcoin-Protokollen der Mining-Schwierigkeitsgrad durch das Rechenpotenzial der Miner beeinflusst wird, wurden als Maßstäbe für die Effizienz Kilowattstunden pro Transaktion und Kilowattstunden pro validiertem Megabyte herangezogen. Diese Messdaten verdeutlichen die wichtigsten Unterschiede zwischen den Protokollen“, heißt es im MNP-Bericht.

„Betrachtet man die Durchsätze der verschiedenen Netzwerke, so kann man feststellen, dass die potenziellen Kapazitätsunterschiede einen großen Einfluss auf die Effizienz haben. Der Stromverbrauch pro Transaktion und auch pro Megabyte nimmt ab, wenn die Netzwerkauslastung bei Protokollen mit einer freizügigeren Blockggöße höher ist als bei solchen mit einer restriktiveren Blockggröße.“

„Die willkürlichen Begrenzungen von BTC und BCH können einen erheblichen Einfluss auf den Stromverbrauch pro Transaktion haben.“

MNP hat den durchschnittlichen Energieverbrauch pro Transaktion (gemessen in kWh) und pro MB (gemessen in MWh) für jedes Quartal von Q2 2020 bis Q2 2021 untersucht. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die BSV-Blockchain, insbesondere im Vergleich zu BTC, die energieeffizienteste Lösung ist.

Nachstehend ist der durchschnittliche Energieverbrauch in Kilowattstunden (kWh) pro Transaktion für jedes der Blockchain-Protokolle aufgeführt, die von MNP über den oben genannten Zeitraum modelliert wurden.

Durchschnittlicher Energieverbrauch pro Transaktion (Q2 2020 – Q2 2021)
Protokoll Minimum Maximum
BTC 430 kWh 706 kWh
BCH 6,5 KWh 183 kWh
BSV 2,4 kWh 3,3 kWh

Unten sehen Sie den durchschnittlichen Energieverbrauch pro Megabyte (MB) für BTC, BSV und BCH im gleichen Zeitraum.

Durchschnittlicher Energieverbrauch pro MB (Q2 2020 – Q2 2021)
Protokoll Minimum Maximum
BTC 757 MWh 991 MWh
BCH 20,5 MWh 194 MWh
BSV 0,9 MWh 12,63 MWh

 

Aus diesen Daten ist ersichtlich, dass BSV gegenüber den anderen beiden Blockchain-Protokollen einen deutlichen Vorteil in Bezug auf die Energieeffizienz hat, insbesondere wenn man berücksichtigt, dass mit steigendem Transaktionsvolumen der Energieverbrauch von BSV pro Transaktion weiter sinkt.

„Wendet man dieselben BSV-Transaktionszahlen auf unsere Schätzungen des BTC-Verbrauchs für die ersten drei Quartale an, in denen der Unterschied in der Transaktionszahl pro Block am deutlichsten ist, würde sich der Verbrauch pro Transaktion auf 181 bis 221 kWh/tx reduzieren – wie in den letzten drei Quartalen des Jahres 2020. Das ist ein Rückgang von 57 bzw. 55 % für die gleichen Zeiträume“, so MNP.

„Mit zunehmender Auslastung und höherem Durchsatz werden sich diese Verringerung des Verbrauchs pro Transaktion und die Steigerung der Effizienz noch weiter herauskristallisieren.“

 

Modellierung der Energieeffizienz eines Blockchain-Protokolls

MNP zog zur Erstellung seines Modells für diesen Vergleich eine Reihe von Daten und früheren Studien heran. Dazu gehört auch eine Darstellung der aktuellen Mining-Ausstattung, die üblicherweise für Proof-of-Work-Blockchains mit SHA-256-Hashfunktion verwendet wird. Bei dieser Ausstattung handelt es sich in erster Linie um anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (Application-Specific Integrated Circuits, ASICs), d. h. um speziell für das gewinnbringende Mining von Blockchains entwickelte Hardware, die einen bestimmten Konsensmechanismus verwendet.

Der Bericht stellt fest, dass es aufgrund der Dezentralisierung dieser Netzwerke schwierig ist, deren Energieverbrauch zu bestimmen. Durch die Verwendung von realen, öffentlich zugänglichen Daten und Informationen, die von kanadischen Kryptowährungs-Mining-Unternehmen zur Verfügung gestellt wurden, bietet die Studie jedoch eine einigermaßen genaue Schätzung:

„Durch die Nutzung von öffentlich zugänglichen realen Daten, früheren Studien und Primärforschung haben wir die Gültigkeit unseres Modells und Bewertungsrahmens bestätigt. Unser Modell liefert eine vernünftige Schätzung (mit einer Genauigkeit von 28 %), basierend auf den Daten der kanadischen Kryptowährungs-Miner, die MNP zur Verfügung gestellt wurden“, heißt es in dem Bericht.

„Obwohl es schwierig ist, den Verbrauch eines dezentralen Netzwerkes genau zu messen, ohne wesentliche Annahmen über viele der Variablen zu treffen, konnten wir eine Schätzung anhand der durchschnittlichen Energie- und Leistungsmerkmale einer Stichprobe von Herstellern der Ausstattung anfertigen.“

MNP weist jedoch darauf hin, dass es aufgrund fehlender Daten zum BCH-Mining nicht möglich war, einen vollständigen Vergleich mit den Schätzungen seines Modells durchzuführen.

„Unsere Schätzungen wurden mit Schätzungen verglichen, die auf öffentlichen Daten und gemeinsam genutzten proprietären Daten für zwei Mining-Protokolle basieren – BTC und BSV. Um einen Vergleich der Schätzungen unseres Modells durchzuführen, fehlten Daten von öffentlichen BCH-Miners“, heißt es in dem Bericht.

„Die Schätzungen lagen innerhalb von 6,7 % der Schätzung auf der Grundlage öffentlicher Daten für BTC und innerhalb von 28 % der Schätzung auf der Grundlage proprietärer Daten für BSV.“

Den Energieverbrauch anhand einer akkuraten Zusammensetzung von Bitcoin-Mining-Ausstattung zu berechnen, ist schwierig. Dies ist ein Hindernis, das nicht nur in der MNP-Studie auftauchte – es war eine große Herausforderung für viele andere Studien zum selben Thema. Aus dem MNP-Bericht geht jedoch klar hervor, dass die BSV-Blockchain, selbst wenn man diese Schwierigkeiten berücksichtigt, aufgrund ihrer Fähigkeit, die Energieeffizienz mit dem Transaktionsvolumen zu skalieren und zu verbessern, den Protokollen BTC und BCH in Bezug auf die Energieeffizienz und daraus resultierenden Umweltauswirkungen um Längen voraus ist.

Vollständiger Bericht von MNP zum Energieverbrauch der Blockchain-Technologie