Bitcoin en Proof-of-Work zijn twee begrippen die onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn. Proof-of-Work is het consensus mechanisme dat Bitcoin gebruikt om spreekwoordelijk gewicht aan de blockchain te hangen. De enige manier om nieuwe blokken te produceren is door energie te investeren in het Proof-of-Work proces.
Miners moeten hardware kopen en vervolgens die computers aan het werk zetten om nieuwe blokken te vinden. Om de transactiegeschiedenis van Bitcoin te veranderen of om te bepalen welke transacties wel en niet in blokken opgenomen worden moet je energie in het netwerk investeren. Je kunt daarom zeggen dat Bitcoin wordt verdedigd door een muur van energie. Om het netwerk te overtuigen van een andere transactiegeschiedenis moet je alle berekening van miners uit het verleden overdoen voor die alternatieve geschiedenis. Met andere woorden, je moet alle energie die miners in het verleden geïnvesteerd hebben in de verdediging van Bitcoin investeren. Je moet nog meer energie gebruiken om de transactiegeschiedenis te wijzigen.
Het energie-component in Proof-of-Work vormt een essentieel puzzelstuk in het geheel dat Bitcoin heet. De miners die de meeste energie investeren (het meeste werk verrichten) mogen nieuwe blokken produceren en verdienen het meest.
Proof-of-Stake is een systeem dat het radicaal anders wil doen en het energie-element uit het consensus mechanisme haalt. In principe kom je dan weer uit bij een systeem waarin degene met een meerderheid automatisch de baas is.
Het gevaar van Proof-of-Stake
Als je voor de eerste keer over Proof-of-Stake hoort, dan klinkt het als de ultieme oplossing voor het energie-intensieve Proof-of-Work. Waarom zou je immers energie investeren in het bereiken van decentrale consensus, als je ook op basis van stake – de hoeveelheid tokens die iemand in het netwerk heeft – kunt bepalen wie het recht krijgt om het volgende blok te produceren.
Het grote probleem met Proof-of-Stake is het meerderheidsprobleem. Zodra iemand in het netwerk een meerderheid heeft, dan heeft diegene voor altijd de volledige controle over de blockchain. In die zin is een Proof-of-Stake blockchain niet heel anders dan een bedrijf met aandelen waarin iedere rijkaard een meerderheid kan kopen. Kijk bijvoorbeeld naar Elon Musk die momenteel Twitter overneemt. Als hij met zijn stake een meerderheid van 51 procent bereikt, dan heeft hij het in theorie volledig voor het zeggen binnen Twitter. Datzelfde kan gebeuren met een Ethereum dat plannen heeft om op Proof-of-Stake over te gaan. De eerlijkheid gebied ons te zeggen dat het waarschijnlijk heel lastig is om een meerderheid in Ethereum te kopen. Hoe meer je koopt, hoe meer je de prijs opdrijft en hoe lastiger het wordt om die 51 procent de bereiken.
Een meer waarschijnlijk scenario voor een zoals hierboven geschetste 51-procent aanval op het toekomstige Proof-of-Stake netwerk van Ethereum is een overheid die de munten simpelweg opeist. Zonder ze te kopen kan een overheid of groep van overheden samenspannen om alle beurzen de opdracht te geven om hen genoeg munten te geven voor een 51-procent aanval. Hiervoor hoeven ze niet eens het volledige eigendom van de gebruikers af te nemen. Het is genoeg om de munten te controleren en te bepalen welke transacties wel en niet in nieuwe blokken opgenomen mogen worden. In theorie is het ook mogelijk dat de grote exchanges achter de schermen samenspannen om een groot deel van de blockchain te controleren.
Het belangrijkste punt is dat een eenmaal bereikte meerderheid in een Proof-of-Stake netwerk in theorie moeilijk om te draaien is. Terwijl in een Proof-of-Work netwerk iedereen de mogelijkheid heeft om nieuwe mining hardware te kopen en te gaan hashen. Heb je 51 procent van de hashrate in handen, dan moet je blijven bijkopen om die meerderheid te behouden.
“Energie speelt een hele belangrijke rol binnen Bitcoin. Het minimaliseert de menselijke component binnen het systeem. Als je het energie-component weghaalt, dan creëer je in feite een kopie van het traditionele financiële systeem op een blockchain”, aldus Lyn Alden tijdens het Oslo Freedom Forum.
De kritiek op het energieverbruik van Proof-of-Work
Naast het feit dat er allesbehalve consensus is over de veiligheid van Proof-of-Stake als alternatief voor Proof-of-Work, is ook de kritiek op het energievebruik van laatstgenoemde niet geheel terecht. Is het immers niet waardevol dat de mensheid dankzij Proof-of-Work een eerlijke vorm van geld heeft die door niemand bijgedrukt kan worden en waar voor iedereen dezelfde regels gelden? Probeer maar eens aan iemand uit Argentinië of Turkije uit te leggen dat het niet waardevol is om energie te investeren in een inflatievrije munt. Mocht dat argument je niet overtuigen, dan zijn er nog een aantal interessante argumenten voor het energieverbruik van Proof-of-Work die je wellicht het laatste zetje kunnen geven.
Het Bitcoin netwerk draait namelijk voor meer dan 50 procent op duurzame energie. Dit komt omdat het opwekken van duurzame energie afhankelijk is van de natuur. De natuur is niet regelmatig en dat zorgt op bepaalde momenten voor overproductie. Als producenten die overproductie niet aan het energienet kunnen verkopen, dan zijn ze gedwongen die energie “weg te gooien”. Het is namelijk heel lastig en kostbaar om energie in batterijen op te slaan. Bitcoin biedt producenten van duurzame energie een uitkomst door ze een bodemprijs te garanderen voor hun energie. Kunnen ze de energie niet kwijt aan het net? Dan kan het altijd aan Bitcoin miners verkocht worden of kunnen ze er zelf voor kiezen om te minen. In april 2021 publiceerde het miljardenbedrijf Square (bedrijfsnaam inmiddels veranderd in Block) van Bitcoin maximalist Jack Dorsey een paper waarin het betoogt dat Bitcoin mining om deze reden de sleutel is voor het succes van duurzame energie.
Niet alleen producenten van duurzame energie, maar ook olie- en gasbedrijven kunnen groener worden dankzij Bitcoin mining. Veel olie- en gasbedrijven hebben namelijk te kampen met een overproductie van gassen die ze niet aan de markt kwijt kunnen en die te duur zijn om te transporteren. Wat veel van deze bedrijven nu doen is het gas simpelweg verbranden, wat enorm vervuilend is. Steeds meer bedrijven kiezen er echter voor om de gassen in te zetten voor het minen van Bitcoin. Interessant is dat er bij het op deze manier verwerken van de gassen minder vervuilende stoffen in het lucht terechtkomen. Een pure win-win situatie voor de planeet en Bitcoin. Het grote Exxon is precies datgene wat we in deze alinea bespreken bijvoorbeeld al op meerdere plekken ter wereld aan het doen.
Er zijn nog veel meer argumenten te verzinnen voor het energieverbruik van Bitcoin en de gezondheid van onze planeet. Op het eerste gezicht zou je niet verwachten dat het energie-intensieve miningproces van Bitcoin een positief effect heeft op de planeet. Maar iedereen die zich in de materie verdiept lijkt uiteindelijk tot die conclusie te moeten komen.
Proof-of-Stake moet zich vooral nog bewijzen
We sluiten de Proof-of-Work versus Proof-of-Stake pagina af met een belangrijke boodschap over het laatstgenoemde consensus mechanisme. Proof-of-Stake is een relatief nieuwe manier om op decentrale wijze consensus te bereiken. Op de lange termijn moeten we nog maar zien in hoeverre het daadwerkelijk net zo veilig is als Proof-of-Work. Het miljarden netwerk van Ethereum lijkt daar dan ook een goede testbasis voor te zijn. Uiteindelijk zal de tijd ons leren wat het beste consensus mechanisme is. Proof-of-Stake heeft zich immers nog niet jarenlang op dezelfde schaal als Bitcoin boven water weten te houden. Dat is iets wat Ethereum de komende tijd moet laten zien.