Un nuevo estudio sobre la eficiencia energética de las redes de cadena de bloques basadas en Bitcoin ha descubierto que Bitcoin SV (BSV) es, en órdenes de magnitud, más eficiente que los protocolos Bitcoin Core (BTC) y Bitcoin Cash (BCH).
En su informe titulado “Blockchain technology and energy consumption: The quest for efficiency” (La tecnología de cadena de bloques y el consumo de energía: la búsqueda de la eficiencia), la principal empresa canadiense de contabilidad, impuestos y consultoría empresarial MNP, examina estos tres protocolos de cadena de bloques basados en Bitcoin y considera que la cadena de bloques de BSV es mucho más eficiente desde el punto de vista energético.
La mayor eficiencia energética de BSV es evidente incluso aunque la potencia de hash y el volumen de transacciones de todas las redes fueran iguales, ya que existe una diferencia central del diseño fundamental entre esta y los demás protocolos: la eliminación de restricciones arbitrarias en el tamaño máximo de los bloques.
La cadena de bloques de BSV está construida sobre el protocolo que más se ajusta a la visión original de Bitcoin expuesta por su creador, Satoshi Nakamoto. En consecuencia, no pone límites al tamaño máximo de los bloques procesados o “minados” por la red, y por lo tanto ofrece un escalado sin límites y la capacidad de procesar un volumen ilimitado de transacciones.
«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. Siempre que el tamaño o el número de transacciones en la red de BSV supere la limitación de los otros protocolos, BSV será la más eficiente de este grupo», afirma el informe.
«A medida que más empresas y consumidores vayan adoptando las tecnologías de cadena de bloques y que los requisitos normativos a favor de una energía “verde” y renovable sigan siendo más estrictos, es importante entender el impacto que tiene la cadena de bloques en el medioambiente (en especial con todo lo relacionado con el consumo energético)».
Para comparar la eficiencia energética de los protocolos BSV, BTC y BCH es necesario crear un modelo para estimar la eficiencia de toda la red. Eso es exactamente lo que ha hecho MNP en su estudio, basándose en el trabajo realizado por investigaciones anteriores sobre la eficiencia energética de las cadenas de bloques para estimar la eficiencia de cada protocolo a través de mediciones que incluyen la energía media consumida por transacción y por megabyte (MB) de datos.
El protocolo Bitcoin y la eficiencia energética
Como cada uno de los protocolos incluidos en la comparación utiliza un mecanismo de consenso de prueba de trabajo basado en SHA-256, su consumo relativo de energía puede medirse y proyectarse utilizando el modelo de MNP. El sistema de prueba de trabajo requiere que los mineros gasten potencia de cálculo (medida en hashes por segundo) para resolver un rompecabezas criptográfico con el fin de validar y añadir bloques de transacciones a la cadena de bloques. La dificultad de esta actividad puede ajustarse de forma dinámica en función de la potencia de hash de los mineros, que son recompensados por minar bloques con las tarifas por transacción que contiene el bloque y un subsidio de recompensa por bloque.
«El suministro total de Bitcoin está limitado a 21 millones de monedas, con la incorporación de nuevas monedas a la circulación a través del operador del nodo ganador por el importe de la parte del subsidio fijo de la recompensa por bloque. La parte del subsidio de la recompensa por bloque se reduce a la mitad cada 210 000 bloques (aproximadamente cada cuatro años), primero a 25, luego a 12,5, 6,2, 3,125 y así sucesivamente hasta que se ponga en circulación la totalidad de los 21 millones de monedas nuevas», explica el informe.
MNP señala, por tanto, que a medida que crezca el número de monedas nuevas en la red, las tarifas por transacción tendrán que crecer a la larga y servirán para sustituir las recompensas por bloque, que se reducen habitualmente a la mitad.
El consumo energético de las actividades de minería en las cadenas de bloques de Bitcoin ha crecido considerablemente a medida que aumenta la competencia por hacerse con las recompensas por bloque y se desarrolla nuevo hardware para producir más potencia de hash. La minería ha pasado de ser una actividad llevada a cabo por CPU de consumidores a estar en manos de importantes entidades que controlan grandes cantidades de potencia de hash producidas por circuitos integrados de aplicación específica (ASIC por sus siglas en inglés).
«Al igual que la diferencia de consumo entre un CPU y un GPU, algunos ASIC son más eficientes que otros. Los primeros ASIC consumían mucha energía en comparación con los actuales», afirma el informe.
«La decisión sobre el equipamiento es el factor clave que determina la cantidad de energía que consumirá una red de Bitcoin en un periodo de tiempo determinado. Esta mezcla de equipos también influye en la métrica de complejidad de un protocolo de la cadena de bloques de Bitcoin y de la red que es compatible con este protocolo y lo ejecuta».
MNP llegó a hacer una estimación adecuada del equipo de minería SHA-256 utilizado en todas las redes al citar estudios anteriores y trabajar con empresas mineras y con datos disponibles públicamente. A partir de esta estimación, pudo crear un modelo para medir la eficiencia energética de cada protocolo.
El rendimiento de las transacciones es la clave de la eficiencia
Al aplicar este modelo a los protocolos BSV, BTC y BCH, el estudio descubrió que cuando se trata de las medidas pertinentes de energía consumida por transacción y por megabyte de datos, la red de BSV ofrece una eficiencia energética mucho mayor que las demás.
Esta mayor eficiencia energética no es producto de diferentes equipos o mecanismos de prueba de trabajo: los tres protocolos utilizan el mismo mecanismo de consenso. La sencilla razón por la que BSV es más eficiente energéticamente es porque puede procesar transacciones con un rendimiento mucho mayor y gastando la misma cantidad de energía por bloque.
«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 4 MB. BCH tiene un límite mucho más permisivo de 32 MB. BSV no está limitado por el tamaño del bloque. Puesto 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 megabyte», afirma el informe.
MNP modeló la eficiencia energética de cada protocolo desde el segundo trimestre de 2020 hasta el segundo trimestre de 2021, y descubrió que BTC fue el que más energía utilizó durante ese periodo por un margen considerable.
«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 (16041,24 GWh) en el primer trimestre de 2021, y su mínimo (11343,25 GWh) en el segundo trimestre de 2020, según los resultados de nuestro modelo. Nuestras estimaciones indican que BTC consume entre 60 y 250 veces la energía de BSV por trimestre».
Consumo de energía por transacción
El estudio ha constatado que el consumo energético por transacción en la red BTC aumenta considerablemente durante el periodo de modelización, y sigue siendo, por mucho, la cadena de bloques menos eficiente en términos de consumo de energía por transacción (medido en kWh/tx).
«En el caso de BTC, el consumo por transacción aumenta constantemente con el tiempo. La estimación a partir del segundo trimestre de 2020 sitúa el consumo medio en 430 kWh/tx hasta 706 kWh/tx en el segundo trimestre de 2021», señala el informe.
Para el protocolo BCH, el consumo estimado por transacción alcanza un máximo en el tercer trimestre de 2020, con 183 kWh/tx, y desciende hasta 6,5 kWh/tx en el primer trimestre de 2021.
Esto es significativamente menor que el consumo energético de BTC, especialmente en su nivel mínimo, pero sigue estando muy lejos del uso de energía constantemente eficiente de la red BSV.
Según el modelo de MNP para la red de BSV, el consumo de energía por transacción oscila entre 3,3 kWh/tx en el tercer trimestre de 2020 y 2,4 kWh/tx en el segundo trimestre del mismo año.
Las diferencias en el consumo de energía por transacción para estos tres protocolos de cadena de bloques se muestran en los siguientes gráficos. El segundo gráfico excluye a BTC para describir mejor la escala de la eficiencia energética de BSV y BCH.
Consumo de energía por MB
Cuando se trata de modelar el consumo de energía de estos protocolos de cadena de bloques en relación con la cantidad de datos que procesan, la diferencia entre BSV y los demás se hace aún más evidente.
En la red de BTC, la estimación de MNP determinó que el consumo medio máximo de energía por megabyte (MB) es de 991 MWh. Eso es suficiente energía para alimentar una vivienda residencial durante casi 100 años.
«El consumo estimado por megabyte sigue el mismo patrón (de consumo por transacción), pasando de aproximadamente 757 MWh/MB en el segundo trimestre de 2020 a 991 MWh/MB en el segundo trimestre de 2021», afirma el informe.
El consumo estimado por megabyte de la red BCH es ligeramente mejor. El modelo de MNP estima un consumo máximo de energía de 194 MWh/MB en el tercer trimestre de 2020 y un mínimo de 20,5 MWh/MB en el primer trimestre de 2021.
Sin embargo, una vez más, BSV ofrece un nivel de eficiencia energética muy superior al de los protocolos con los que se mide: MNP estima que el consumo por megabyte en la red de BSV osciló entre un pico de 12,63 MWh/MB en el tercer trimestre de 2020 y 0,9 MWh/MB en el segundo trimestre de 2021.
Estas diferencias en el consumo de energía por MB se muestran en los siguientes gráficos. Una vez más, se ha excluido a BTC del segundo gráfico para representar con mayor precisión la escala de la diferencia entre BSV y BCH.
