De Bitcoin: gasgeven op stilstaande brommers

Het waren jongens, maar aardige jongens. Met hun brommers stonden ze op het pleintje en lieten ze hun motoren razen. Wie het meeste lawaai en uitlaatgassen produceerde was de winnaar. Die mocht het meisje achterop nemen naar de snackbar. Al snel gingen de verliezers hun brommers opvoeren, om meer lawaai en uitlaatgassen te produceren.

Uiteindelijk was het een enorm geraas op dat pleintje, en woeien de uitlaatgassen de huizen in. Maar de buurtbewoners lieten het gebeuren. Ze dachten dat ze afhankelijk zouden worden van die nozems, dus zeiden ze niks. Sterker nog, ze betaalden goede euro’s en dollars om ze met hun stilstaande brommers aan het razen te houden. Want die nozems hadden een bepaald idee over geld; ze wilden de overheid te slim af zijn met de Bitcoin.

De Bitcoin is volop in het nieuws. Veel mensen willen plotseling in Bitcoins beleggen, uit angst de boot te missen. Af en toe is er iemand die wijst op de milieuvervuiling die de Bitcoin veroorzaakt. Die aanslag op het klimaat stijgt exponentieel. Maar hoe kan een cryptomunt die niet eens fysiek bestaat het milieu vervuilen?

Dat zal ik in dit artikel uitleggen.

Decentraal

De Bitcoin is een zogenaamd ‘peer-to-peer’ netwerk. Zoals met het programma Napster muziek gedeeld kon worden, delen mensen die op het netwerk zijn aangesloten de boekhouding van de Bitcoin. Die boekhouding heet de ‘blockchain’. Omdat de Bitcoin geen fysieke munt is, bestaat hij enkel in deze blockchain, in de vorm van transacties. Persoon A betaalt aan persoon B een bedrag. Persoon B is dan weer wat rijker geworden en A bezit evenzoveel geld minder. Dat wordt allemaal in de blockchain opgeslagen. Veel computers in het netwerk, ‘nodes’ genaamd, hebben een kopie van de blockchain op hun harde schijf. Er is geen eigenaar van dit kasboek, en niemand kan er voor verantwoordelijk worden gesteld. Het is dus allemaal decentraal geregeld.

Blokken als Drosteblikjes

Wat zijn nu die ‘blokken’ precies en waar zijn ze voor nodig? Dat heeft met de betrouwbaarheid te maken. De enige manier om zeker te zijn dat jouw Bitcoins niet worden gestolen, is het verzegelen van een volle bladzijde in het kasboek. Stel dat iemand in staat zou zijn een paar nullen achter zijn eigen bezit te zetten, en een betaling aan jou uit te gummen. Dan zou het idee van een decentrale munt niet werken.

In 2009 bedacht een raadselachtig persoon, Satoshi Nakamoto – men weet nog steeds niet wie hij is – het principe van de blockchain. Hij bedacht hoe het mogelijk was om een kasboek te delen met talloze onbekende anderen, terwijl de inhoud toch onveranderbaar in steen staat gebeiteld.

Transacties worden daarvoor opgeslagen in een ‘blok’, een verzameling van momenteel gemiddeld zo’n 1500 transacties. Dat blok bestaat uit niet veel meer dan een beschrijving van de transacties en nog wat andere ‘metadata’. Een blok wordt verzegeld als er een volgend blok met transacties op volgt. Want een blok bevat ook een ‘hash’ van het vorige blok. Die hash is een zeer hoog en onvoorspelbaar getal dat ontstaat door de inhoud van het vorige blok te ‘hashen’ via een bepaald algoritme.

Het komt er dus op neer dat het volgende blok het vorige als het ware ‘op slot’ zet, omdat de sleutel in dat volgende blok zit opgeslagen. Wordt er gerommeld met een transactie in het vorige blok, dan zal de hash in het volgende blok niet meer kloppen.

Op deze manier wordt het pantser rond een blok steeds sterker, want het blok met transacties dat daarna volgt bevat op zijn beurt weer een hash van het vorige blok, die weer beïnvloed is door de hash van het blok ervoor. Een soort Droste-effect dus. Wie een snorretje op de zuster met het cacaoblik tekent, zal ook precies zo’n snorretje op het plaatje op het blik op het plaatje moeten tekenen, enzovoort, anders gelooft niemand dat de zuster werkelijk een snorretje had. Als je een paar blokken diep iets verandert, zal je ook alle navolgende blokken moeten aanpassen. Bovendien delen alle ‘nodes’ hetzelfde bestand, en zal een verandering dus door alle nodes overgenomen moeten worden. Dat gebeurt alleen als 51% van de nodes een veranderde blockchain voorstelt.

Zo, nu zijn mijn ontvangen Bitcoincenten dus veilig. Gemiddeld elke tien minuten wordt er een blok aan de blockchain toegevoegd. Als ik dus een uur wacht, zit mijn transactie zes blokken diep, en is het onmogelijk mijn Bitcoins nog af te pakken.

Blokken delven

Een geniaal idee dus, die blockchain. Maar wie bepaalt welke transacties bij elkaar in een blok terechtkomen? Tja, daar hebben we een probleem, want als alle nodes in het netwerk tegelijk blokken zouden maken van rondzwervende transacties, krijgen we enorm veel concurrerende blokken die allemaal op hetzelfde vorige blok willen aansluiten en allemaal inhoudelijk een beetje verschillend zijn. De blokkenketting wordt dan een blokkenboom. Aan elke aftakking komen dan tegelijk verschillende blokken met ook weer aftakkingen, en één transactie komt terecht in meerdere blokken. Maar de blockchain moet en zal een ketting blijven en mag nooit een boom met takken worden.

Om ervoor te zorgen dat het netwerk slechts één enkel blok produceert met daarin de nog niet verwerkte transacties, besloot bedenker Satoshi Nakamoto dat een blok produceren een wedstrijd moet zijn. Want als het moeilijk is een blok te maken, duurt het een tijdje voordat zo’n blok rondgestuurd wordt over het netwerk, waardoor alle aangesloten nodes hetzelfde blok als nieuwe bladzijde aan het kasboek aan de blockchain kunnen toevoegen en niet in verwarring raken. Als een blok aan de ketting is gesmeed kunnen de transacties niet nog eens opnieuw in een volgend blok worden toegevoegd. Wie dat blok rondstuurt, verdient bovendien een aantal Bitcoins. Op die manier wordt de hoeveelheid Bitcoins uitgebreid, en er is een stimulans om blokken te produceren.

Het maken van zo’n blok wordt ‘mining’ genoemd, wat vertaald kan worden met ‘delven’. Deze benaming geeft een associatie met edelmetaal en zeldzaamheid, terwijl de zeldzaamheid van een blok gewoon is geprogrammeerd in het systeem.

Teneinde het moeilijk te maken een blok te produceren moet er een opdracht worden uitgevoerd. Ik heb zojuist uitgelegd dat in elk blok de hash van het vorige blok zit opgeslagen. Een hash is een manier om bepaalde informatie zo te versleutelen dat niemand de oorspronkelijke inhoud eruit kan afleiden. Juist omdat die hash niet meer terug te leiden is, is de uitkomst onvoorspelbaar. De naam ‘Jan’ of de inhoud van een encyclopedie zullen, als ze door hetzelfde algoritme worden gehashed een getal met dezelfde hoeveelheid cijfers opleveren. Het SHA-256 algoritme dat voor de Bitcoin wordt gebruikt levert een getal dat uit een combinatie van 256 binaire nullen en enen bestaat.

‘Werken’ met brute rekenkracht

Een van de geniale ideeën van Satoshi was om een klein deel van het nieuwe blok te laten bestaan uit een variabel getal, de ‘nonce’ geheten (‘number used once’). Als dat getal gevarieerd wordt, zal er telkens een ander onvoorspelbaar resultaat uit die hash komen. Dat resultaat is inzet van de wedstrijd. Wie als eerste een getal heeft gevonden dat aan een criterium voldoet, mag het blok maken.

Het criterium is de hoogte van het getal dat uit de hash komt. Hoe lager de grens wordt gesteld voor dat getal, hoe langer het duurt voordat een passende hash is gevonden. Het systeem van de Bitcoin bepaalt zelf hoe streng deze ‘zeef’ moet zijn, omdat besloten is dat er maar één blok per tien minuten mag worden toegevoegd, terwijl de rekenkracht van computers voortdurend stijgt. Hier loert dus het addertje van het energieverbruik onder het gras.

Je kan het vergelijken met het gooien met dobbelstenen. Stel dat je geld wil pinnen, en de directeur van de bank geeft je twee dobbelstenen.
“Gooi een getal onder de dertien,” zegt hij. “Geen probleem,” zeg je, je gooit en je mag bij je geld, want elk resultaat is goed.
Maar op een dag vindt de directeur dat er te weinig geld in kas is, en wil hij het geldopnemen vertragen.
“Hier zijn twee dobbelstenen. Je mag je geld opnemen als je een getal onder de drie hebt gegooid.”
Nu sta je wel even te kijken, want je moet gemiddeld zesendertig keer gooien voordat de dobbelstenen dubbel één tonen. In Bitcoinjargon heb je dan ‘werk’ verzet. Alleen laten de Bitcoin delvers niet de mensen werken, maar hun computers, net zoals die jongens op het plein met hun brommers ook geen enkele nuttige arbeid verrichten en alleen hun motoren heel hard laten draaien om van elkaar te kunnen winnen.

Milieuvervuiling

Met een gewone computer kan je allang niet meer meedoen aan die wedstrijd. Net zoals de nozems op het pleintje met hun opgevoerde brommers zijn de delvers ofwel ‘block miners’ overgestapt op steeds grotere en snellere computers. Zodoende neemt het elektriciteitsverbruik van die wedstrijd enorm toe.

 

Energieverbruik Bitcoin

Energieverbruik van de Bitcoin. Bron: https://digiconomist.net/bitcoin-energy-consumption

 

Zoals de grafiek toont is die toename in september 2017 sterk versneld. Het totale verbruik aan electriciteit voor de delfwedstrijd is momenteel gelijk aan het verbruik van meer dan vijf miljoen huishoudens, en evenaart dat van een land als Zwitserland. Het is dan ook geen verrassing dat de versnelde stijging in energieverbruik gepaard ging met de waardestijging van de Bitcoin.

 

 

Er is dus een directe relatie tussen de populariteit van de Bitcoin en het energieverbruik, aangezien de delvers Bitcoins verdienen die een steeds hogere marktwaarde hebben, en het lonender wordt om een winnende hash te maken.

Ook is het interessant om te constateren dat de koers van de Bitcoin inmiddels weer flink gekelderd is, maar dat het energieverbruik voor het delven onverminderd stijgt. De delvers kunnen niet meer terugschakelen, omdat ze enkel mee kunnen doen vanwege het ingebouwde sociaal-darwinistische idee van het recht van de sterkste. Wie niet al zijn kracht inzet, verliest. Het idee van de decentrale munt ligt hieraan ten grondslag, en we kunnen hier zelfs een relatie leggen tussen de Bitcoin en de economische visie van Milton Friedman die de macht van de overheid zoveel mogelijk wilde inperken en de concurrentie op de vrije markt als oplossing voor alles zag.

Stationair razende brommers

De conclusie is dat Bitcoindelvers even weinig oog voor hun omgeving hebben als de nozems op hun razende stationair draaiende brommers, en enkel bezig zijn elektriciteit te verspillen in hun eigen krankzinnige wedstrijd. De verbruikte elektriciteit verlaat hun mega-computers als warmte die naar de hemel stijgt, en dient geen ander belang dan de portemonnee van de delver. En die delvers zijn in een wedstrijd gestapt omdat ooit één man een plannetje bedacht dat nu wordt nageleefd alsof het een Bijbel is; de Bitcoin.

Comments are closed