Cryptovaluta kunnen ook energiezuiniger, bewijst Ethereum

Ethereum verbruikt nu méér elektriciteit dan heel België, stelt Ars Technica, maar daar komt binnenkort verandering in. De basis van deze blockchaintechnologie gaat over van het principe 'proof-of-work' naar het principe 'proof-of-stake'. Daardoor moet het energieverbruik met een factor 1000 dalen. Deze verandering vereist wel een nieuwe backend en natuurlijk een naadloze migratie daarheen. Er is al uitgebreid proefgedraaid met de nieuwe backend, waarbij de datum van de uiteindelijk omschakeling steeds vooruit werd geschoven, maar nu staat de ingebruikname echt gepland voor half september.

Deze overgang is niet zonder risico. Door de achterkant van het hele systeem te veranderen, moeten alle cryptoprojecten die zijn gebouwd bovenop het Ethereum-systeem zonder problemen meegaan in deze overgang. In theorie dus, Het ontbreken van zekerheid over een probleemloze transitie was de voornaamste reden van het uitstel van invoering de afgelopen maanden.

Beter schaalbaar

De verandering is overigens meer dan alleen een maatregel om energie te besparen. Volgens Ethereum-oprichter Vitalik Buterin bevat het nieuwe systeem de basis voor toekomstige verbeteringen aan het systeem waardoor er veel meer transacties op afgehandeld kunnen worden. Het nadeel is echter - zo oordelen critici - dat het systeem in belangrijke mate gecentraliseerd wordt waardoor overheden er makkelijker op kunnen ingrijpen. Één van de veelgeprezen voordelen van blockchain is juist de decentrale opzet.

Een gevolg van de aankomende Ethereum-overgang is ook dat de dynamiek in de markt voor grafische kaarten gaat veranderen. De afgelopen jaren was het lucratief voor individuen om veel te investeren in high-end hardware en vooral grafische kaarten om zelf Ethereum-cryptomunten te 'ontginnen' (mining). In de nieuwe situatie (gebaseerd op 'proof-of-stake') is dergelijke zware hardware niet meer nodig - vandaar ook de daling in het energiegebruik - en dat zal mogelijk effect hebben op prijzen en beschikbaarheid van videokaarten.

De rol van computerkracht

Bij een blockchain moet een minimum aantal deelnemers in de blockchain de nieuwe toevoeging van een blok valideren. Daarin schuilt het gevaar dat een kwaadwillende zelf voldoende stromannen in het systeem brengt om te knoeien met het systeem. Die manipulatie kan de algehele betrouwbaarheid onderuit halen.

Lange tijd is dat risico ondervangen door de degenen die beschikten over de grootste computerkracht - genoeg om SHA-256 hashes te berekenen - de meeste invloed te geven over welke nieuwe blokken aan de keten werden toegevoegd. Zo lang 'eerlijke' deelnemers samen maar over meer computerkracht beschikken dan de 'kwaadaardigen' is er geen probleem. Naarmate de waarde van cryptovaluta toenam, werd het voor mensen aantrekkelijk te investeren in meer hardware en dus nam het energieverbruik enorm toe.

Nieuwe machtsverhoudingen

Ethereum werkt tot nog toe volgens het principe: een hash levert een stem in het proces (proof of work). Bij het systeem waar nu op wordt overgeschakeld is het van belang hoeveel munten iemand al bezit. Elke munt geeft een stem (proof of stake) in het proces. In het nieuwe systeem is een pseudorandom nummergenerator actief die elke 12 seconden een aantal stakes selecteert die samen als validators beslissen over het toevoegen van het volgende blok.

Een van de stakes kan een toevoeging selecteren en de anderen valideren het blok door te kijken of aan alle voorwaarden wordt voldaan. Als twee derde van de validators het blok goedkeurt, wordt het officieel onderdeel van de blockchain. Validators worden beloond voor hun acties als zij eerlijk te werk gaan. Maar blijkt dat een validator bijvoorbeeld twee incompatibele blokken selecteert voor hetzelfde blockchainslot, dan volgt een financiële boete. Blijkt dat het met voorbedachte rade is gebeurd, dan wordt de validator buitenspel gezet en krijgt degene die het bewijs heeft aangevoerd een beloning.

Riskante overgangsperiode nadert

Ars Technica voorziet nog wel een spannende tijd na de overstap omdat velen zullen proberen zwakheden in het nieuwe systeem te ontdekken en eventueel te misbruiken. Bovendien moet het Ethereum-ontwikkelteam ervoor zorgen dat de overschakeling plaatsvindt zonder downtime. Critici hebben wel de vergelijking gemaakt met het vervangen van een vliegtuigmotor tijdens de vlucht.

Inmiddels is al een nieuw netwerk van validators opgetuigd dat bij de overschakeling wordt gefuseerd met het bestaande netwerk. Het oude netwerk krijgt dan de status van uitvoerend (execution) netwerk terwijl het nieuwe netwerk de status van consensus-netwerk krijgt en de rol van de miners overneemt.