Dags för ”The Merge” – Ethereum sänker sin energiförbrukning med 99,5 procent

Vad är det som händer?  

Ethereum grundades 2015 av programmeraren Vitalik Buterin och är den näst största blockkedjan i världen efter Bitcoin. Förutom kryptovalutan ether (som när den här artikeln skrivs har en på växelkurs strax över 16 000 kronor) använder också många decentraliserade applikationer, smarta kontrakt och NFT:er sig av Ethereums blockkedja.  

Under många år har Ethereum Foundation, en ideell organisation där Buterin ingår, talat om ett stort teknikskifte för blockkedjan. Dagens metod för att validera transaktioner kallas proof-of-work (PoW) och den ska bytas ut mot en ny metod som kallas för proof-of-stake (PoS).  

– Det här är den största händelsen för Ethereum sedan kryptovalutan skapades, det är något man kämpat för i åtta års tid, säger Ludvig Öberg som är blockkedjearkitekt på Chromaway och medgrundare till kryptomäklaren Safello.  

Skiftet skulle innebära att Ethereums energiförbrukning sänks radikalt, samtidigt som blockkedjan kan hantera betydligt fler transaktioner. Det här skiftet kallas för “The Merge” och genomfördes natten mellan den 14 och 15 september svensk tid.

Hur påverkar det Ethereums energiförbrukning? 

En vanlig kritik mot kryptovalutor som bygger på proof-of-work är att de förbrukar enorma mängder energi. Bitcoin bedöms exempelvis förbruka någonstans mellan 97 TWh (enligt Cambridgeuniversitetet) och 131 TWh (enligt Digiconomics) per år i skrivande stund. Digiconomist bedömer att Ethereums blockkedja i dagsläget har en årsförbrukning kring 76,5 TWh.  

Den höga energiförbrukningen uppkommer på grund av blockkedjans konsensuslagoritm, det som kallas för proof-of-work. Du kan läsa en längre förklaring av hur proof-of-work fungerar här, men i grova drag är det en tävling där datorer i världen försöker gissa ett jättestort tal. Den dator som gissar rätt får skapa nästa block i blockkedjan och belönas med lite kryptovaluta som tack för hjälpen.  

I algoritmen finns en inbyggd funktion för att öka svårigheten att gissa rätt ju fler datorer som deltar. Det är den här processen som gör att det är mycket svårt att manipulera en PoW-baserad blockkedja, men det är också den som gör att energiförbrukningen är så pass hög.  

I dag är kryptutvinning via proof-of-work en hel industri med datacenter världen över som är fyllda med kraftfulla grafikprocessorer eller specialdesignade kryptogrävare som deltar i gissningsleken dygnet runt. De som specialiserat sig på Ethereum kommer inom kort att behöva se sig om efter andra intäktskällor – eller lägga ner verksamheten.  

När Ethereum lämnar proof-of-work och går över till en ny konsensusalgoritm som bygger på proof-of-stake bedömer Ethereum Foundation att energiförbrukningen för att driva blockkedjan minskar med runt 99,5 procent.  

Dagens 76,5 TWh per år skulle alltså i krympa till runt 0,38 TWh. Det är en minskning i samma storleksordning som hela Portugals årliga energiförbrukning. 

Så vad är proof-of-stake?  

Istället för att använda beräkningskraft och energi för att verifiera transaktioner bygger proof-of-stake på att användare “lånar ut” kryptovaluta. Vem som får skapa nästa block i kedjan lottas ut bland de som lagt in sin insats, och vinnaren får ta del av transaktionsavgifterna och tilldelas nypräglade Ether. 

Där PoW kräver specialbyggda chip eller högpresterande grafikkort för att utföra beräkningar behöver PoS ingen specialutrustning alls. Du kan lägga in din insats från en vanlig dator. 

Vilka andra fördelar har proof-of-stake?  

Förutom en tydlig miljövinst kommer proof-of-stake med flera tekniska uppgraderingar som ökar effektiviteten i Ethereums blockkedja. I dag kan Ethereums huvudblockkedja bara hantera runt 30 transaktioner i sekunden, vilket skapar en flaskhals både för betalningar och för applikationer som vill lagra information på blockkedjan. 

Med proof-of-stake införs en ny funktion som kallas för sharding. Det möjliggör en radikal ökning av antalet transaktioner per sekund.  

– Enkelt förklarat går det ut på att man delar upp blockkedjan i massor av små bitar, där varje bit kan hantera flera transaktioner parallellt. Tillsammans blir antalet transaktioner per sekund fler, säger Ludvig Öberg. 

Ethereum Foundation uppskattar att sharding i förlängningen kommer att göra det möjligt att genomföra runt 100 000 transaktioner per sekund.   

– Kryptovalutor har generellt för dålig kapacitet på transaktioner för att kunna göra vanliga småbetalningar som i dag sköts via banksystemet, eller för att man ska kunna köra massor av applikationer och bli något slags världsdator, säger Ludvig Öberg. 

Hur går The Merge till?  

December 2020 startade Ethereum Foundation en parallell blockkedja som drivs med proof-of-stake. Den kallas för Beacon Chain.  

Under tiden som gått har Beacon vidareutvecklats och hårdtestas i jakt på buggar och sårbarheter.  

Det som skedde vid The Merge är, som namnet antyder, att Beacon och Ethereums nuvarande blockkedja sammanfogas, och den nya konsusalgoritmen går live. 

Finns det några nackdelar med The Merge?  

Det som varit den stora styrkan i proof-of-work är att systemet är väldigt säkert. För att manipulera blockkedjan skulle du behöva kontrollera 51 procent av all beräkningskraft som är uppkopplad mot nätverket. Något som bedöms vara både dyrt och omständligt.  

I det proof-of-stake-baserade system som Ethereum nu ska anamma finns andra typer av sårbarheter. Men Ethereum Foundation anser ändå att proof-of-stake ger användarna ett fullgott skydd, även om det i slutänden är en avvägning menar Ludvig Öberg. 

– Det är en trade off mellan skalbarhet och säkerhet. Jag står fortfarande för att proof-of-work är säkrare än proof-of-stake, men har andra nackdelar. Frågan är då om proof-of-stake är säkert nog, och där har Ethereum Foundation tagit ståndpunkten att det är så, säger Ludvig Öberg.

Hur ska Ethereum förhindra att systemet missbrukas?  

För att förhindra att användare använder sin insats för att försöka manipulera blockkedjan har Ethereum Foundation byggt in ett straffsystem. Den som gör fel bestraffas med något som kallas för slashing. 

Den som ertappas med fusk kommer helt enkelt att se sin insats brinna inne. I sann decentraliserad kryptoanda oberoende organisationer övervaka bygget av nya block i blockkedjan, och anmäla misstänkta fusk.  

– Det är ett automatiskt system. Om du kan lägga fram ett matematiskt bevis på att någon försökt bygga en felaktig fortsättning på blockkedjan kommer den att straffas, säger Ludvig Öberg. 

Kommer fler kryptovalutor att gå i Ethereums spår?  

Ethereum är inte den första kryptovalutan som bygger sin konsensusalgoritm på proof-of-stake, men det är den första stora valutan att göra skiftet från proof-of-work.  

Om skiftet blir lyckat tror Ludvig Öberg att fler, mindre kryptovalutor kan komma att gå samma väg.  

– Jag tror att de kan starta en sådan trend. Att minska energikonsumtion och koldioxidutsläpp är viktiga samhällsfrågor och om Ethereum kan visa att valutan kan vara säker nog och förbruka 99 procent mindre energi tror jag att många kan följa efter, säger Ludvig Öberg. 

Däremot finns inga indikationer på att den största energiförbrukaren i kryptovärlden är på väg att följa efter. De flesta starka röster i communityt runt Bitcoin är än så länge fast beslutna om att behålla proof-of-work som konsensusalgoritm.