La solución al “problema energético” de Bitcoin

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By Jamie McKane Published: diciembre 17, 2021
Bitcoin on an energy source

La creciente popularidad de la minería de Bitcoin, exacerbada por el interés global en la inversión especulativa sobre criptomonedas y tókenes basados en cadenas de bloques, ha conllevado a la preocupación por la electricidad que consumen los mineros de Bitcoin. Bitcoin Core (BTC) es el principal culpable al que apuntan los críticos, ya que se ha demostrado que consume cantidades desmesuradas de energía y la traslada a su función principal de forma muy poco eficiente.

El consumo de energía de Bitcoin es el resultado de su mecanismo de consenso de prueba de trabajo SHA-256, que requiere que los mineros resuelvan complejos rompecabezas criptográficos para validar bloques de transacciones que luego se añaden a la cadena de bloques. Esta validación requiere el uso de hardware especializado por parte de los mineros, que compiten por obtener la mayor potencia de hashing y, por lo tanto, la oportunidad de validar bloques y recibir recompensas.

Sin embargo, este problema energético no es un producto necesario de las cadenas de bloques de prueba de trabajo SHA256, como demuestra un informe reciente de la empresa canadiense de contabilidad, impuestos y consultoría empresarial MNP. El informe “Blockchain technology and energy consumption: The quest for efficiency” (Tecnología de cadena de bloques y consumo energético: la búsqueda de la eficiencia), concluye que la cadena de bloques Bitcoin Satoshi’s Vision (BSV), aunque se basa en el protocolo original de Bitcoin, ofrece una eficiencia energética mucho mayor que Bitcoin Core (BTC) y Bitcoin Cash (BCH).

El informe concluye que la cadena de bloques BSV logra una eficiencia energética mucho mayor debido a su implementación del protocolo Bitcoin, que está más alineado con la visión original descrita en el libro blanco de Satoshi Nakamoto. La distinción clave entre BSV y los otros dos protocolos de cadena de bloques es la ausencia de limitaciones arbitrarias en el tamaño de los bloques y, por tanto, en el rendimiento de las transacciones, que según MNP es un factor importante en el ampliamente citado “problema energético” de la minería de Bitcoin.

«Se compararon los tres protocolos de Bitcoin (BTC, BSV y BCH) para ver cuál era el más eficiente. Dado que todos los protocolos de Bitcoin están supeditados a que la dificultad de la minería se vea afectada por el potencial informático de los mineros en dichos protocolos, las métricas de eficiencia se basaron en los kilovatios/hora por transacción y los kilovatios/hora por megabyte validado», muestra el estudio.

«BSV es más eficiente debido al tamaño de los bloques y al número de transacciones (rendimiento) disponibles actualmente en la red, así como a las limitaciones de otros protocolos. Mientras el tamaño o el número de transacciones en la red de BSV supere la limitación de los otros protocolos, BSV seguirá siendo el más eficiente de este grupo».

Antes de explorar cómo la escalabilidad de la cadena de bloques BSV ofrece una eficiencia energética muy mejorada en comparación con BTC y BCH, es importante considerar el trabajo previo realizado en torno a la eficiencia energética y la minería de Bitcoin.

 

El problema energético de Bitcoin

Al crear sus modelos de eficiencia energética y preparar su comparación de estos tres protocolos basados en Bitcoin, MNP comenzó señalando la investigación previa realizada en este ámbito. Muchos estudios han destacado el problema de la minería de Bitcoin en la red Bitcoin Core (BTC), ya que han concluido que es especialmente ineficaz y que consume mucha energía cuando se tiene en cuenta el limitado rendimiento de las transacciones de la cadena de bloques.

Uno de los estudios citados en el informe de MNP es un documento de 2018 de Alex de Vries, titulado “Bitcoin’s Growing Energy Problem”. De Vries destaca el elevado consumo de electricidad de los mineros que operan en la red BTC, que puede medirse con el de las naciones desarrolladas. También se apresura a señalar el rendimiento desproporcionadamente bajo y estático de las transacciones de la red BTC a pesar de su creciente consumo de energía.

«Se calcula que la red Bitcoin [BTC] consume actualmente al menos 2,55 gigavatios de electricidad, y potencialmente 7,67 gigavatios en el futuro, lo que la hace comparable con países como Irlanda (3,1 gigavatios) y Austria (8,2 gigavatios). Los modelos económicos nos dicen que el consumo de electricidad de Bitcoin gravitará hacia esta última cifra», afirma de Vries.

«Según cifras de mediados de marzo de 2018, la red de Bitcoin realiza unos 26 quintillones de operaciones de hashing cada segundo y sin parar. Al mismo tiempo, la red Bitcoin solo procesa 2-3 transacciones por segundo (unas 200 000 transacciones al día). Esto significa que la relación entre los cálculos de hash y las transacciones procesadas es de 8,7 quintillones a 1 en el mejor de los casos. El combustible principal para cada uno de estos cálculos es la electricidad».

El estudio de MNP encuentra pruebas similares de la escasa eficiencia energética de la red BTC, especialmente en lo que respecta al procesamiento de las transacciones habilitadas por la validación de bloques de prueba de trabajo. Sin embargo, al comparar BTC con la cadena de bloques de BSV, el informe añade que, dado que BSV puede incluir un número teóricamente ilimitado de transacciones en un solo bloque, la eficiencia energética mejora a medida que aumenta el rendimiento de las transacciones de la red.

«Los resultados indican que BTC consume en órdenes de magnitud más energía que cualquiera de los otros dos protocolos examinados. La diferencia de consumo estimada entre el protocolo con mayor consumo (BTC) y el protocolo con menor consumo (BSV) tiene su máximo (16 041,24 GWh) en el primer trimestre de 2021, y su mínimo (11 343,25 GWh) en el segundo trimestre de 2020, según los resultados de nuestro modelo», según MNP.

«Nuestras estimaciones indican que BTC consume entre 60 y 250 veces la energía de BSV por trimestre».

 

La escalabilidad de BSV como solución

La mayor eficiencia energética de la cadena de bloques de BSV se demuestra tanto por transacción como por megabyte, refiriéndose a la cantidad de electricidad consumida para que la cadena de bloques procese una sola transacción y un megabyte de datos, respectivamente.

«Las transacciones son la medida definitiva del rendimiento. El número y el tamaño de las transacciones en un bloque afectarán al tamaño del mismo. BTC tiene un tamaño de bloque estrictamente limitado que se acerca a los 4MB. BCH tiene un límite mucho más permisivo, de 32MB. BSV no está limitado por el tamaño del bloque», muestra MNP en su estudio.

«Dado que la minería es lo que consume energía, y los bloques son el producto de la minería: cuantas más transacciones haya en un bloque, menor será el consumo de energía por transacción. Del mismo modo, cuanto más grande pueda ser un bloque (medido en megabytes), menor será el consumo de energía por megabyteۛ».

Gracias a la ausencia de límites arbitrarios en el tamaño de los bloques, la cadena de bloques BSV puede escalar sin límites y mejorar continuamente el rendimiento de las transacciones, al tiempo que conserva las ventajas de la prueba de trabajo, es decir, la seguridad de los bloques validados mediante la potencia de hash de los mineros y el consenso de la red. No obstante, esta simple falta de restricción en el tamaño de los bloques tiene importantes implicaciones para la eficiencia energética y el consiguiente efecto de la cadena de bloques sobre el medio ambiente.

Las diferencias en el consumo de energía entre BSV y los otros dos protocolos de la cadena de bloques son extremadamente claras cuando se ven en conjunción con la “última medida de rendimiento”, las transacciones, así como el coste energético de procesar un megabyte de datos en la red.

En primer lugar, al comparar la media de transacciones y datos por bloque, resulta inmediatamente evidente que BSV ofrece una mayor escalabilidad y, por tanto, eficiencia de procesamiento que BCH y BTC. Esta mayor eficiencia es aún más demostrable cuando se consideran los límites superiores de las transacciones y los megabytes por bloque de cada protocolo.

Los gráficos siguientes muestran el promedio de transacciones por bloque y de megabytes por bloque de BSV, BTC y BCH, según el informe de MNP. Cabe mencionar que estas ilustraciones no reflejan las cifras máximas, que favorecerían a BSV con una discrepancia aún mayor.

Megabytes per blockof graph of BSV, BCH, BTC.
Average transaction per block of BTC, BCH, and BSV graph
 

La diferente escalabilidad de cada uno de los protocolos de la cadena de bloques es evidente, pero ¿puede el escalado sin límites de BSV traducirse en eficiencia y resolver el “problema energético” de Bitcoin? Si se considera en términos aplicables de kilovatios-hora (kWh) consumidos por transacción y megabyte (MB) de datos procesados, sí.

MNP considera que, según sus estimaciones para el periodo comprendido entre el segundo trimestre de 2020 y el segundo trimestre de 2021, la red BSV requiere una cantidad de energía mucho menor que BCH, y órdenes de magnitud menores que BTC, para procesar una sola transacción o megabyte de datos.

«En el caso de BTC, el consumo por transacción aumenta constantemente con el paso del tiempo. Los cálculos sitúan el consumo medio entre los 430 kWh/transacción del segundo trimestre de 2020 y los 706 kWh/transacción del segundo trimestre de 2021. El consumo estimado por megabyte sigue el mismo patrón y pasa de unos 757 MWh/MB en el segundo trimestre de 2020 a 991 MWh/MB», señala el informe.

«El consumo estimado por transacción alcanza su punto máximo en el tercer trimestre de 2020 con 183 kWh/transacción y desciende hasta 6,5 kWh/transacción en el primer trimestre de 2021. El consumo estimado por megabyte sigue el mismo patrón, con un máximo de 194 MWh/MB en el tercer trimestre de 2020 y un mínimo de 20,5 MWh/MB en el primer trimestre de 2021».

Para BSV, sin embargo, el consumo estimado, tanto para las transacciones como para los megabytes, se mantiene relativamente constante y es considerablemente inferior.

«En el caso de BSV, el consumo por transacción oscila entre 3,3 kWh/transacción en el tercer trimestre de 2020 y 2,4 kWh/transacción en el segundo. El consumo por megabyte 12,63 MWh/MB y 0,9 MWh/MB en el segundo trimestre de 2021».

Estas grandes diferencias en la eficiencia energética, y la capacidad de BSV de escalar sin límites para resolver el problema energético de Bitcoin, se muestran en los gráficos siguientes.

 

graph of BCH, BTC, and BSV estimated usage per transaction q2 2020
graph of BCH, BTC, and BSV estimated usage per megabyte q2 2020
Haz clic aquí para leer el informe completo de MNP sobre la tecnología de cadena de bloques y el consumo de energía.