بلاکچین کربن منفی چیست؟

نگرانی درباره محیط‌زیست بحث تازه‌ای نیست، اما نگرانی درباره مصرف انرژی توسط شبکه‌های بلاک چین و ارزهای دیجیتال یک مبحث نسبتا جدید است.

مفهوم بلاکچین کربن منفی باهدف ایجاد بلاک چین‌هایی که بتوانند میزان انتشار کربن را کاهش دهند و درنتیجه به حفظ محیط‌زیست کمک کنند، ایجاد شده است.

با استفاده از این ایده بلاک چین‌های کربن منفی به دنبال مصرف انرژی کمتر و افزایش عملکرد شبکه‌های خود هستند. اگر اخبار فضای تکنولوژی‌های مبتنی بر بلاک چین را دنبال کنید احتمالا می‌دانید که اخیرا اتریوم به همین منظور از الگوریتم اثبات کار به سمت اثبات سهام رفته است.

در این مطلب از بورسینس قصد داریم به بررسی مزایا و معایب این دسته از بلاک چین‌ها بپردازیم.

عملکرد بلاکچین کربن منفی (Carbon Negative Blockchain)

بلاک چین‌هایی که با الگوریتم اثبات کار به گسترش شبکه خود می‌پرداختند، انرژی زیادی برای استخراج بلاک و افزایش امنیت خود نیاز داشتند.

بلاکچین کربن منفی با ایده استفاده از انواع مختلف مکانیزم های اجماع جایگزین اثبات کار (PoW) مورداستفاده قرار گرفت. این بلاک چین‌ها از مکانیزم هایی مانند اثبات سهام، اثبات اختیار و دیگر روش‌ها برای کاهش مصرف انرژی استفاده می‌کنند.

راه دیگر برای رسیدن به‌سرعت بیشتر و کاهش هزینه‌ها استفاده از زنجیره‌های جانبی است که برخی از بلاک چین‌ها از این روش استفاده می‌کنند.

مشکلی که در بلاکچین کربن منفی وجود دارد این است که غیرمتمرکز بودن شبکه را کاهش می‌دهد و به سمت تمرکز می‌رود. دقیقا چالشی که در حال حاضر اتریوم با آن روبرو شده است.

در بلاکچین کربن منفی بااینکه شبکه عملکرد بهتری را به کاربران ارائه می‌دهد، مشکل متمرکز بودن، امنیت شبکه را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.

بسیاری از صنایع در حال حاضر تلاش می‌کنند توجه به محیط‌زیست را به یکی از ارکان اصلی خود تبدیل کنند. برخی از این شرکت‌ها که آسیب‌های جدی به محیط‌زیست می‌زنند مانند شرکت‌های نفت، در تلاش هستند تا ضایعات و آسیب‌های خود را در حد امکان کاهش دهند.

همان‌طور که پیشرفت فناوری‌هایی مانند بلاک چین به‌نوعی به محیط‌زیست آسیب می‌زند، پیشرفت همین تکنولوژی‌ها به یافتن راهکارهای بهتری می‌انجامد.

از طرفی تکنولوژی‌ها همان‌قدر که می‌توانند آسیب‌زننده باشند، به همان میزان یا گاهی بیشتر در راستای رشد بشر کمک‌کننده هستند. اما در این مطلب بحث اصلی این است که چه تکنولوژی‌هایی می‌توانند به بهینه‌سازی فرایندها و کاهش آلودگی کمک کنند.

نمونه‌هایی از بلاکچین کربن منفی

به‌عنوان مثالی از بلاکچین کربن منفی، شبکه لایتنینگ را در نظر می‌گیریم.

این شبکه با تکیه بر بیت کوین بااینکه یک شبکه با مصرف انرژی زیاد است، خدماتی با هزینه‌های کمتر و سرعت و امنیت عملیاتی قابل‌توجهی را به کاربران ارائه می‌کند.

لایتنینگ با ارز دیجیتال تخصصی LN درواقع یک راهکار زنجیره جانبی است که از انرژی‌های تجدید پذیر استفاده می‌کند. بنابراین می‌توان آن را به‌عنوان یک نمونه کاربردی از بلاکچین کربن منفی در نظر گرفت.

اتریوم بلاکچین کربن منفی را با تغییر مکانیزم اجماع خود از اثبات کار به اثبات سهام انجام داد و با این کار نیازهای شبکه خود به انرژی را تا 97 درصد کاهش داد.

می‌توان گفت هر دو شبکه لایتنینگ و اتریوم تاثیر مشابهی را با دو شیوه مختلف در مصرف انرژی و افزایش کارایی انجام داده‌اند.

بیشتر بخوانید: BOLT 12 و LNURL؛ آینده شبکه لایتنینگ بیت کوین چگونه خواهد بود؟

نکات مهم درباره بلاک چین‌های کربن منفی

یکی از مشکلات اساسی بلاک چین‌های کربن منفی این است که تابه‌حال مدل‌هایی که امتحان شده باعث متمرکز شدن شبکه‌ها می‌شود.

با این حال می‌دانیم که ساتوشی ناکاموتو یکی از دلایل اصلی ایجاد بیت کوین و ارزهای دیجیتال را از بین بردن تمرکز اعلام کرد. در واقع هرچه یک شبکه غیرمتمرکزتر باشد، امنیت آن افزایش پیدا می‌کند.

اتریوم ملموس‌ترین مثال است که برای ایجاد بلاکچین کربن منفی، به سمت متمرکز بودن رفت و این موضوع برای اتریوم و هولدرهای آن بسیار خطرناک است. در حال حاضر بیش از 50 درصد از نودها در ایالات‌متحده مستقر هستند.

بیشتر بخوانید: نقشه راه جدید اتریوم؛ همه‌چیز درباره رود مپ اتریوم 2.0!

این مشکل فقط مربوط به اتریوم نیست، بسیاری از شبکه‌های بلاک چین مانند سولانا، هارمونی، ایاس، پالیگان، آربیتروم، الگورند، ریپل، پولکادات، آوالانچ، کازماس و غیره هر کدام به نحوی با این مشکل دست‌وپنجه نرم می‌کنند.

الگوریتم‌های اجماع متمرکز بااینکه سرعت و مقیاس‌پذیری را افزایش می‌دهند، در مقایسه با شبکه‌های غیرمتمرکز از مقاومت و امنیت کمتری برخوردار هستند.

بیشتر بخوانید: راهنمای جامع انواع الگوریتم‌های اجماع در بلاکچین

برای مقایسه می‌توان بیت کوین و سولانا را مثال زد. بیت کوین یک بلاک چین غیرمتمرکز با سطح امنیت بالاست که تقریبا 13 سال است از آن بهره‌برداری می‌شود.

اما سولانا به دلیل متمرکز بودن گاهی اوقات دچار قطعی خدمات شده و حتی برای راه‌اندازی مجدد بلاک چین با مشکل مواجه شده است. هرچند سولانا به‌مرور زمان در حال تغییر و ثبات شرایط خود است اما باید بگوییم که هنوز در نسخه بتا قرار دارد و نیاز به توسعه زیادی خواهد داشت.

یکی دیگر از چالش‌هایی که بلاکچین کربن منفی با آن روبه‌رو شده، بحث سانسور است. هرچه یک شبکه متمرکزتر باشد، امکان اعمال مقررات در آن افزایش پیدا می‌کند و آزادی دسترسی به خدمات بلاک چین را تهدید می‌کند.

بازهم برای نمونه اتریوم مثالی واضح از سانسور است، به این دلیل که پس از رویداد Merge، حدود 70 درصد از عملیات انجام‌شده در شبکه از طریق فرایند انطباق OFAC در نودهای اعتبارسنجی انجام می‌شود.

اگر می‌خواهید میزان این وضعیت را درباره اتریوم به‌صورت لحظه‌ای مشاهده کنید می‌توانید به سایت MevWatch نگاهی بیندازید.

آیا در عمل بلاک چین کربن منفی وجود دارد؟

درنهایت سوالی که شاید ذهن شما را هم به خود مشغول کرده باشد این است که آیا بلاکچین کربن منفی وجود دارد؟ پاسخ به این سوال در حال حاضر خیر است.

هر فعالیتی در عصر حاضر که مرتبط به دنیای واقعی یا دیجیتال باشد، معمولا ردپای کربن به جا می‌گذارد. حتی اگر فرایند انجام آن کار تا حد زیادی در راستای کاهش تولید کربن بهینه شده باشد.

به‌طورکلی هر کاری باعث تولید و اضافه کردن آلاینده‌هایی به محیط‌زیست، به‌طور مستقیم یا غیرمستقیم می‌شود. تنها تفاوت در میزان آلودگی است که هر فعالیت می‌تواند ایجاد کند.

بیشتر بخوانید: 9 ارز دیجیتال دوست‌دار محیط زیست و نحوه عملکرد آن‌ها

اگر بخواهیم در مثالی ساده توضیح دهیم، اتریوم را در نظر بگیرید. پیش‌ازاین این شبکه بلاک چین از الگوریتم PoW استفاده می‌کرد که به‌طور مستقیم مصرف انرژی داشت و آلاینده کربنی ایجاد می‌کرد.

در حال حاضر با انتقال به الگوریتم PoS با مصرف انرژی کمتر ردپای کربنی خود را کاهش داده‌اند اما به بلاک چین منفی تبدیل نشده است. درواقع مصرف انرژی مستقیم را که به عملکرد خود شبکه مربوط بود به نودهای میزبان منتقل کرده است.

در مدل قبلی که اتریوم از الگوریتم اثبات کار استفاده می‌کرد به‌راحتی می‌توانستیم محاسبه کنیم که شبکه چه مقدار قدرت محاسباتی دارد و درنتیجه با داشتن داده‌های لازم، مصرف انرژی و میزان کربنی که تولید می‌کرد را به دست بیاوریم.

درنهایت می‌شد محاسبه کرد که به‌طور تقریبی شبکه اتریوم چه میزان CO2 منتشر می‌کند.

اما محاسبه میزان کربن تولیدی توسط اتریوم در حال حاضر امکان‌پذیر نیست. کسی نمی‌داند هر گره اعتبارسنج چه میزان انرژی مصرف می‌کند، چراکه اکثر اعتبارسنج‌ها از ارائه‌دهنده سرویس آمازون استفاده می‌کنند و این یک راز تجاری است که آمازون اجازه نمی‌دهد کسی از آن باخبر شود.

اما به این موضوع فکر کنید که صدها هزار سرور به‌طور هم‌زمان به تجهیزات خنک‌کننده و مصرف انرژی برای ارائه اعتبارسنجی در حال کار هستند.

می‌توان گفت اتریوم با انجام رویداد ادغام از یک مدل قابل بازرسی برای عموم به یک مدل غیرقابل حسابرسی تبدیل‌شده است.

این موضوع را هم باید در نظر داشت که این میزان از انرژی که در حال حاضر برای شبکه اتریوم مورداستفاده قرار می‌گیرد، بدون محاسبه هزینه‌های سخت‌افزاری و زیرساخت‌ها است. مسلما ساخت پردازنده ها، حافظه‌های رم و موارد دیگر نیز ردپای کربن از خود به جا می‌گذارد.

این واقعیت صرفا مربوط به اتریوم نیست. چنین تاثیراتی کل صنعت کریپتو را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

استخراج بیت کوین چقدر کربن تولید می‌کند؟

همان‌طور که گفته شد نگرانی درباره حفظ محیط‌زیست و آینده سیاره زمین به یک نگرانی جهانی تبدیل‌شده است.

این موضوع در دنیای بلاک چین نیز دیده می‌شود. در ادامه قصد داریم میزان انرژی مورداستفاده برای استخراج بیت کوین را بررسی کنیم.

شبکه بیت کوین بلاک چین کربن منفی نیست اما می‌تواند چشم‌انداز تقریبی درباره میزان انرژی مصرفی برای ایجاد ارزهای دیجیتال را به کاربران بدهد.

برای این مثال از بیت کوین و شاخص مصرف برق بیت کوین کمبریج (CBECI) استفاده‌شده است.

بر اساس داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط این شاخص، بیت کوین تا سال 2021 چیزی حدود 305 تراوات ساعت انرژی مصرف کرده است. این میزان در سال 2021 با مجموع 10489 تراوات ساعت انرژی به بیشترین مصرف انرژی توسط این ارز دیجیتال تبدیل شده است.

این بدان معناست که یک‌سوم کل مصرف انرژی انباشته بیت کوین در یک سال یعنی سال 2021 انجام‌شده است. اما این فقط میزان انرژی مصرف‌شده است.

اگر بخواهیم بدانیم این میزان از مصرف باعث ایجاد چه مقدار CO2 شده، باید از فرمول‌هایی استفاده کنیم که در نهایت به اعداد زیر می‌رسیم:

• میزان مصرف انرژی بیت کوین = 305 تراوات ساعت = 305000000 مگاوات ساعت
• میزان CO2 منتشرشده توسط بیت کوین = 131.959 متریک تن CO2

برای مشاهده فرمول‌های استفاده‌شده می‌توانید به این سایت مراجعه کنید.

این محاسبات میانگین انتشار کربن را با در نظر گرفتن میزان مصرف انرژی بدون در نظر گرفتن منابع انرژی (تجدید پذیر یا هسته‌ای) محاسبه‌شده است. همچنین این یک فرمول میانگین است و عوامل دیگری در میزان آلودگی‌های ایجادشده توسط استخراج بیت کوین تاثیر می‌گذارند.

اما با در نظر گرفتن همین میزان از آلودگی هم می‌توان گفت بیت کوین در طول 13 سال آلاینده‌های زیادی را به کره زمین اضافه کرده است و استخراج آن باعث آلودگی زیادی می‌شود.

اما اگر به داده‌های انتشار CO2 در سطح جهانی نگاه کنیم، متوجه می‌شویم که کل جهان، فقط در سال 2021، درمجموع 37.12 میلیارد تن CO2 منتشر کرده، بنابراین آن 131.959.55 متریک تن CO2 منتشرشده توسط BTC طی 13 سال، تنها 0.00004 درصد از کل انتشار CO2 در سطح جهان را در یک سال (2021) نشان می‌دهد.

واقعیت این است که بخش زیادی از استخراج بیت کوین با استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر و درنتیجه کربن خنثی (بدون انتشار CO2) انجام می‌شود.

درواقع، دانشگاه کمبریج نشان می‌دهد که حدود 37% از کل مصرف انرژی بیت کوین (35% از آن 305 تراوات ساعت) منشاء تجدید پذیر است و بنابراین می‌توان آن را یک بلاک چین کربن خنثی در نظر گرفت.

در همین حال، شورای استخراج بیت کوین (BMC) نشان می‌دهد که حداقل تا سال 2021، 56 درصد استخراج بیت کوین کربن خنثی بوده است.

سوالات متداول

سخن پایانی

موضوع مصرف انرژی و ردپای کربن با استفاده از بلاک چین‌ها موضوعی پیچیده و بحث‌برانگیز است.

اما واقعیت این است که اگرچه پیشرفت‌هایی که به دنبال کاهش ردپای کربن هستند خوبند، اما نمی‌توان آن‌ها را به‌سادگی نادیده گرفت و تمرکززدایی و امنیتی را که بلاکچین به ما می‌دهد از بین برد.

بحث بلاک چین کربن منفی به معنای از دست دادن تمام پیشرفت در این فناوری و آنچه به جهان ارائه می‌دهد است.

راه‌حل‌هایی مانند آن‌هایی که بیت کوین پیشنهاد می‌کند (با شبکه PoW پرمصرف و زنجیره جانبی کم‌مصرف) ممکن است به دلیل «مصرف بالا» بحث‌برانگیز به نظر برسند. اما با توجه به داده‌های ذکرشده، واضح است که این مصرف انرژی در مقابل مصارف دیگر انرژی در جهان آن‌چنان چشمگیر نیست.

در واقعیت انتشاردهنده‌های کربن بسیار مرتبط‌تر و خطرناک‌تری وجود دارند که حتی کسی درباره آن‌ها بحثی نمی‌کند.