Med «The Merge» skal Ethereum senke strømforbruket med 99,5 prosent

Ethereum ble grunnlagt i 2015 av programmereren Vitalik Buterin og er den nest største blokkjeden i verden etter Bitcoin. Foruten kryptovalutaen ether (som i skrivende stund har en vekslingskurs på ganske nøyaktig 15.000 norske kroner), benyttes Ethereums blokkjede av mange desentraliserte applikasjoner, smarte kontrakter og NFT-er (Non-Fungible Token).

I mange år har Ethereum Foundation, en ideell organisasjon som Buterin er en del av, snakket om et stort teknologiskifte for blokkjeden. Den opprinnelige metoden for å validere transaksjoner kalles for proof-of-word (PoW), og den er nå byttet ut med ut med en ny metode som kalles for proof-of-stake (PoS).

– Dette er den største hendelsen for Ethereum siden kryptovalutaen ble skapt. Det er noe man har kjempet for i omtrent åtte år, sier Ludvig Öberg, blokkjedearkitekt i Chromaway og medgründer i kryptomekleren Safello.

Skiftet skal innebære at Ethereums energiforbruk senkes radikalt, samtidig som blokkjeden kan håndtere betydelig flere transaksjoner. Dette skiftet kalles for «The Merge» og ble gjennomført på natten mellom 14. og 15. september, norsk tid.

Hvordan påvirker dette Ethereums energiforbruk?

En vanlig kritikk mot kryptovalutaer som bygger på proof-of-work, er at de forbruker enorme mengder med energi. Bitcoin forbruker for eksempel et sted mellom 97 terawattimer og 130 terawattimer per år i skrivende stund. Digiconomist vurderer at Ethereums blokkjede nå har et årsforbruk på 77,8 terawattimer.

Det høye energiforbruket skyldes blokkjedens konsensusalgoritme, det som kalles for proof-of-work. I grove trekk kan det beskrives som en konkurranse der datamaskiner over hele verden forsøker å gjette et kjempestort tall. Datamaskinen som gjetter riktig, får skape neste blokk i blokkjeden og belønnes med litt kryptovaluta som takk for hjelpen.

I algoritmen finnes det en innebygget funksjon for å øke vanskeligheten med å gjette riktig når antallet datamaskiner som deltar, øker. Det er denne prosessen som gjør det veldig vanskelig å manipulere en PoW-basert blokkjede, men det er også den som gjør at energiforbruket er såpass høyt.

I dag er kryptoutvinning ved hjelp av proof-of-work en hel industri med datasentre verden over, som er fylt med kraftige grafikkprosessorer eller spesialdesignede «kryptogravere» som deltar i gjettekonkurransen døgnet rundt. De som spesialiserer seg på Ethereum, kommer snart til å måtte se seg om etter andre inntektskilder – eller legge ned virksomheten.

Når Ethereum nå forlater proof-of-work og går over til en ny konsensusalgoritme, som bygger på proof-of-stake, mener Ethereum Foundation at energiforbruket for å drive blokkjeden reduseres med rundt 99,5 prosent.

Dagens 77 terawattimer per år bør derfor krympe til rundt 0,39 terawattimer. Det er en reduksjon i samme størrelsesorden som det totale, årlige energiforbruket til Portugal.

Så hva er proof-of-stake?

Istedenfor å benytte regnekraft og energi for å verifisere transaksjoner, bygger proof-of-stake på at brukerne «låner ut» kryptovaluta. Hvem som får skape neste blokk i kjeden, loddes ut blant dem som har satset, og vinneren får en del av transaksjonsavgiftene og tildeles nypregede ether.

Mens PoW krever spesialbygde brikker eller grafikkort med høy ytelse for å utføre beregninger, krever PoS ingen spesialutrustning i det hele tatt. Du kan legge inn innsatsen din fra en vanlig datamaskin.

Hvilke andre fordeler har proof-of-stake?

Foruten en tydelige miljøgevinst kommer proof-of-stake med flere tekniske oppgraderinger som øker effektiviteten i Ethereums blokkjede. I dag kan Ethereums hovedblokkjede bare hente ut rundt 30 transaksjoner i sekundet, noe som skaper en flaskehals for både betalinger og for applikasjoner som vil lagre informasjon i blokkjeden.

Med proof-of-stake innføres en ny funksjon som kalles for sharding. Den gjør det mulig med en radikal økning i antallet transaksjoner per sekund.

– Enkelt forklart går det ut på at man deler opp blokkjeden i mange små biter, der hver bit håndterer flere transaksjoner parallelt. Til sammen økes antallet transaksjoner per sekund, sier Öberg.

Ethereum Foundation anslår at sharding til slutt vil gjøre det mulig å gjennomføre rundt 100.000 transaksjoner per sekund.

– Kryptovalutaer har generelt for dårlig kapasitet på transaksjoner til å kunne brukes til vanlige småbetalinger som i dag håndteres av banksystemet, eller til å kunne kjøre masse applikasjoner og bli en slags verdensdatamaskin, sier Öberg.

Hvordan foregår The Merge?

I desember 2020 startet Ethereum Foundation en parallell blokkjede som drives med proof-of-stake. Den kalles for Beacon Chain.

I løpet av tiden som har gått, har Beacon blitt videreutviklet og grundig testet for å finne feil og sårbarheter.

Under The Merge ble, som navnet antyder, Beacon og Ethereums nåværende blokkjede sammenføyd, og den nye konsensusalgoritmen har blitt tatt i bruk.

Finnes det ulemper med The Merge?

Det som har vært den store styrken i proof-of-work, er at systemet er veldig sikkert. For å manipulere blokkjeden må du kontrollere 51 prosent av all regnekraften som er oppkoblet mot nettverket, noe som anses å være både dyrt og omstendelig.

I det proof-of-stake-baserte systemet som Ethereum nå skal omfavne, finnes det andre typer sårbarheter. Men Ethereum Foundation mener likevel at proof-of-stake gir brukerne en fullgod beskyttelse, selv om det ifølge Öberg til syvende og sist er en avveining.

– Det er en «trade off» mellom skalerbarhet og sikkerhet. Jeg står fortsatt ved at proof-of-work er sikrere enn proof-of-stake, men har andre ulemper. Spørsmålet er da om proof-of-stake er sikkert nok, og der har Ethereum Foundation tatt standpunktet at det er slik, sier Öberg.

Hvordan forhindre at systemet misbrukes?

For å forhindre at brukerne benytter innsatsen sin til å forsøke å manipulere blokkjeden, har Ethereum Foundation bygget inn et straffesystem. Den som gjør feil, straffes med noe som kalles for slashing.

Den som blir tatt for juks, kommer ganske enkelt til å se innsatsen sin brenne inne. I virkelig desentralisert «kryptoånd» overvåker uavhengige organisasjoner byggingen av nye blokker i blokkjeden og rapporterer mistanke om juks.

– Det er et automatisk system. Om du kan legge fram et matematisk bevis på at noen har forsøkt å bygge en feilaktig forutsetning i blokkjeden, kommer de til å straffes, sier Öberg.

Kommer flere kryptovalutaer til å følge i Ethereums spor?

Ethereum er ikke den første kryptovalutaen som bygger sin konsensalgoritme på proof-of-stake, men den er den første store valutaen til å gjøre skiftet fra proof-of-work.

Om skiftet lykkes, tror Öberg at flere mindre kryptovalutaer kan komme til å gå samme vei.

– Jeg tror at de kan starte en slik trend. Det å redusere energiforbruket og CO₂-utslipp er viktige samfunnsspørsmål, og dersom Ethereum kan vise at valutaen kan være sikker nok og forbruke 99 prosent mindre energi, tror jeg at mange kan følge etter, sier han.

Derimot finnes det ingen indikasjoner på at den største energiforbrukeren i kryptoverdenen er på vei til å følge etter. De fleste sterke røster i fellesskapet rundt Bitcoin er enn så lenge fast bestemt på å beholde proof-of-work som konsensusalgoritme.

Artikkelen ble først publisert på NyTeknik.