Quanto consuma la rete Bitcoin?

Questa domanda è diventata virale nei giorni scorsi dopo che Elon Musk ha pubblicato in un tweet le sue preoccupazioni per l’impatto ambientale della rete Bitcoin.

Sebbene il problema ambientale sia importantissimo, è evidente che Bitcoin non ne è la principale causa e che, soprattutto, la domanda è posta in modo fuorviante. Infatti, l’intera rete Bitcoin consuma ogni anno circa 130 Terawattora, una cifra ragguardevole. Ma se consideriamo che lo scambio quotidiano di Bitcoin su mercati supera i 700 Miliardi di USD, allora il costo energetico appare in linea con molte altre attività economiche di pari livello, come il trasporto aereo, la produzione industriale di acciaio e il trasporto marittimo di merci.

Una riflessione sul consumo energetico delle criptomonete

Chi critica il consumo energetico della rete non considera che il valore dell’asset finanziario da cui derivano gli ingenti scambi è determinato dall’estrema sicurezza della rete, che deriva dal processo di mining. Se si riducesse il consumo del processo di mining (senza modificare il sistema) inevitabilmente si ridurrebbe la sicurezza della rete, quindi il valore dell’asset sui mercati.

La critica ai consumi di Bitcoin è dunque espressa in modo parziale, ma esiste un argomento molto più importante su cui va effettuata una valutazione di efficienza: il rapporto tra consumi e dati gestiti dalla rete. La rete Bitcoin infatti ha una limitatissima capacità di memorizzare informazioni nel registro distribuito, precisamente 83 Byte per transazione.

Il costo energetico di una singola transazione, superiore ai 910 KWh, porta il costo della conservazione di dati in Bitcoin a circa 11.200 KWh per Kbyte, una cifra inaccettabile per qualsiasi applicazione.

La situazione migliora sensibilmente con Ethereum che, con 77 KWh per transazione e la capacità di memorizzare 780 Kbyte per tx (in realtà non esiste un limite tecnico, ma è limitato il valore massimo delle fee pagabili, richieste in proporzione alle dimensioni della transazione), riduce il consumo per la conservazione di dati 98 Wh per Kbyte. Questi costi energetici, a carico dei miner, divengono di fatto costi economici a carico degli utenti della rete, in termini di fees per poter inserire dati nel registro.

Mentre sto scrivendo questo articolo, ad esempio, per memorizzare nel registro della rete Ethereum una transazione che contiene 780 Kbyte di dati (il massimo attualmente) è necessario spendere circa 0,261 Eth in fee, pari a circa 741 USD, ovvero 1 USD per Kbyte di dati, importo non trascurabile per molte applicazioni che producono quantità significative di dati.

IOTA ha zero fee, ma quanto consuma?

Una comparazione tra la rete IOTA e le reti basate su mining è molto difficile. IOTA infatti è già attualmente in grado di scalare a più di 1.000 transazioni per secondo e, non essendoci mining, il costo energetico non cresce proporzionalmente. La variazione di costo energetico dei nodi derivante dall’aumento delle transazioni gestite dalla rete è infatti trascurabile e ogni nodo è attivato non per scopi speculativi, ma per supportare un’applicazione. Quindi il costo complessivo dell’infrastruttura è il minimo necessario per supportare le attività degli utenti, modello economico paragonabile a quello di una rete locale composta da router e switch.

Pertanto, al crescere della capacità operativa della rete IOTA, il costo per transazione potrebbe addirittura scendere in modo proporzionale: esattamente l’opposto di quanto accade sulle reti derivate da Bitcoin.

L’unico fattore significativo attualmente presente nell’architettura della rete che impatta sui costi energetici è il sistema di anti-spam. Si tratta a tutti gli effetti di una versione molto limitata del processo di mining svolto dai client o dai nodi per dimostrare che la transazione che si sta immettendo in rete non è spam.

L’idea alla base di questo stratagemma è che per creare transazioni inutili che riducono l’efficienza della rete occorre disporre di potenza di calcolo e spendere energia. Attualmente il sistema anti spam di IOTA richiede un costo energetico pari a circa 1,12 mWh. Qui un approfondimento.

Una transazione IOTA può contenere fino a 32Kbyte di dati, quindi, trascurando l’energia costante consumata dai nodi, otteniamo circa 0,035 mWh per Kbyte.

Riassumendo:

I più attenti lettori potranno criticare questo confronto facendo osservare che le reti Bitcoin ed Ethereum conservano i dati virtualmente per sempre, mentre i nodi IOTA eliminano le informazioni non essenziali dopo il raggiungimento di un certo livello di occupazione. In realtà, questa differenza di comportamento della rete non ha alcun effetto sul costo energetico per l’inserimento dei dati nel registro. Riguarda eventualmente il costo energetico dei nodi necessario per conservare i dati.

Questo costo è assolutamente trascurabile rispetto ai costi derivanti dai processi di mining. Inoltre, se è vero che la rete IOTA non conserva l’intero storico su tutti i nodi, è certamente vero che un nodo conserverà sempre i dati necessari alle applicazioni che supporta. Possiamo parafrasare la famosa massima delle cryptomonete “not your keys, not your money” in “not your node, not your data”. Certamente in tutte le reti un nodo attivo per scopi applicativi avrà approssimativamente lo stesso costo operativo derivante dai dati che deve conservare.