یک ارزیابی بهروزشده از سوی مرکز تأمین مالی جایگزین کمبریج (CCAF) در مدرسه کسبوکار کمبریج جاج، ردپای زیستمحیطی اتریوم را سالها پس از گذار آن به الگوریتم اثبات سهام (Proof-of-Stake) بازبینی کرده است.
به گزارش میهن بلاکچین، این ارزیابی نشان میدهد مصرف برق سالانه این شبکه ۷.۸۷ گیگاواتساعت و میزان انتشار گازهای گلخانهای آن ۲.۳۷ کیلوتن معادل دیاکسید کربن (ktCO₂e) است؛ ضمن آنکه منابع انرژی پایدار ۵۶.۴ درصد از ترکیب برق مصرفی آن را تشکیل میدهند.
مقدمه
گزارش جدیدی از مرکز تأمین مالی جایگزین کمبریج (CCAF) ارزیابی بهروزشدهای از ردپای زیستمحیطی اتریوم را، چندین سال پس از تغییر مکانیزم اجماع این شبکه از اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS) در رویدادی تاریخی به نام مرج (The Merge)، ارائه میدهد. این گزارش با عنوان «اتریوم پس از مرج – تغییری در قدرت»، تحلیلهای پیشین CCAF را از طریق اندازهگیریهای سختافزاری بهروزتر و دید بهتر نسبت به ترکیب زیرساختی شبکه، ارتقا میدهد.
اینکه رویداد «مرج» مصرف انرژی اتریوم را به شدت کاهش داد، امری کاملاً ثابتشده است. زمانی که شبکه در ۱۵ سپتامبر ۲۰۲۲ به اثبات سهام انتقال یافت، تحلیل اولیه CCAF کاهش چشمگیری در مصرف مداوم برق به میزان بیش از ۹۹.۹ درصد را ثبت کرد. یعنی از حدود ۲.۴ گیگاوات (که معادل تقاضای برق یک کشور کوچک است) به کسر کوچکی از آن که حتی از نیاز برق برج ایفل نیز کمتر است، رسید.
اما اتریوم از آن زمان تاکنون ثابت نمانده است. مجموعهای از ارتقاهای مهم در پروتکل، نحوه مدیریت دادهها توسط نودها یا گرهها (Nodes) و شیوه سازماندهی اعتبارسنجها (Validators) را تغییر داده است. این تغییرات، در کنار دسترسی به بینشهای دقیقتر از شبکه، باعث انجام این ارزیابی اصلاحشده گردید تا از اعتبار مداوم برآوردهای منتشر شده توسط این مرکز اطمینان حاصل شود.
مصرف برق و ردپای کربن اتریوم در امروز
ارقام بهروزشده، مصرف سالانه برق اتریوم را تقریباً ۷.۸۷ گیگاواتساعت، معادل حدود ۰.۹۰ مگاوات توان مداوم، نشان میدهند. پس از ردیابی این برق در شبکههایی که توان گرههای اتریوم را تأمین میکنند، ردپای اقلیمی سالانه این شبکه حدود ۲.۳۷ کیلوتن معادل دیاکسید کربن برآورد میشود. هر دو معیار بهطور کلی با برآوردهای پس از ادغامِ CCAF همخوانی دارند و نشان میدهند که ردپای شبکه همچنان نسبتاً پایین مانده است، حتی با وجود اینکه مجموع سرمایه سپردهگذاریشده (Staked capital) برای تأمین امنیت پروتکل گسترش چشمگیری یافته است. هر دو شاخص همچنان بیش از ۹۹.۹ درصد پایینتر از سطوح نهایی پیش از مرج قرار دارند.
الکساندر نیومولر، سرپرست پژوهش در بخش انرژی داراییهای دیجیتال و تأثیرات اقلیمی در CCAF، میگوید:
کاهش پس از مرج بهخوبی مستند شده است. آنچه اکنون اهمیت دارد، حفظ تصویری دقیق در حین تکامل شبکه است. نکته عمیقتر، مفهومی است: در سیستم “اثبات سهام”، برق دیگر بهای امنیت نیست. آنچه اکنون از ردپای اقلیمی اتریوم باقی مانده است، عمدتاً به شبکههای برقی بستگی دارد که توان آن را تأمین میکنند، نه خود پروتکل.
اندازهگیری دقیقتر استفاده از برق اتریوم
پیشرفت اصلی در این ارزیابی، ماهیتی روششناختی دارد. به جای تکیه بر مفروضات تئوریک، این چارچوب یک ممیزی زیرساختیِ از پایین به بالا اجرا میکند. از آنجا که یک نود کامل اتریوم به دو برنامه نرمافزاری مجزا (یک کلاینت اجرا (Execution client) و یک کلاینت اجماع (Consensus client)) نیاز دارد که همزمان روی یک دستگاه اجرا شوند، تقاضای فیزیکی برق بسته به ترکیب نرمافزاریِ استفاده شده، متفاوت است. برای ثبت تجربی این تفاوت، برنامه اندازهگیری ۲۰ ترکیب مختلف کلاینتها را در دو پیکربندی سختافزاری مرجع بررسی کرد.
این پیکربندیها نشاندهنده طیف عملیاتی شبکه هستند. یک راهاندازی خانگی و سبک که معمولاً توسط اپراتورهای خانگی استفاده میشود و میانگین مصرف آن ۱۸ وات است و یک دستگاه در سطح ایستگاهکاری (Workstation) که در استقرارهای حرفهای استفاده شده و میانگین آن ۱۵۲ وات است. برای تعیین یک خط پایه واقعی در سطح کل شبکه، این معیارهایِ مستقیمِ مصرف برق با استفاده از دادههای میزبانی در دنیای واقعی، به حدود ۸,۵۲۲ گره قابلکشف که شبکه را سرپا نگه میدارند، تعمیم داده شدند. با توجه به اینکه حدود ۳۶ درصد از گرهها روی سختافزارهای خانگی و ۶۴ درصد در فضای ابری یا مراکز داده سازمانی فعالیت میکنند، میانگین نهاییِ مصرف در سطح شبکه تقریباً ۱۰۵ وات بهازای هر گره تعیین میشود که نزدیک به میزان مصرف برق یک لپتاپ استاندارد است.
برایان ژانگ، همبنیانگذار و مدیر اجرایی CCAF میگوید:
در راستای مأموریت CCAF، امیدواریم این ارزیابیِ بهروزشده و مبتنی بر اندازهگیری، پایه و اساسی دقیقتر و شفافتر را در اختیار سیاستگذاران، صنعت و عموم قرار دهد تا بتوانند مشخصات زیستمحیطی بلاکچینهای عمومی و نحوه تغییرات مداوم آنها را بهتر درک کنند.
ترکیب برق در پسزمینه ردپای کربن اتریوم
برای یک گره اتریوم، هر کیلوواتساعت با دیگری تفاوتی ندارد و قابل جایگزینی است. اما برای اقلیم جهانی، منبع آن کیلوواتساعت است که اهمیت دارد. این مدل، موضوع را با ترسیم زیرساخت فیزیکی شبکه و متصل کردن هر گره به میزان شدت کربنِ شبکه برقِ کشور میزبان آن محاسبه میکند. تصویر بهدستآمده نشاندهنده تمرکز است اما انحصاری نیست: ایالات متحده (۳۱٪)، آلمان (۱۶٪)، فنلاند (۸٪) و فرانسه (۶٪) روی هم حدود ۶۲ درصد از کل گرههای کامل را میزبانی میکنند.
با محاسبه وزن این شبکههای خاص، تقریباً ۵۶.۴ درصد از برق تأمینکننده شبکه اتریوم از منابع پایدار (تجدیدپذیر و هستهای) تأمین میشود؛ سهمی که بهطور قابلتوجهی بالاتر از میانگین ۴۳ درصدی است که این منابع در سطح جهانی تأمین میکنند. انتظار میرود با کربنزداییِ این شبکههای میزبان در سالهای آینده، انتشار گازهای آلاینده شبکه اتریوم نیز به تناسب کاهش یابد، حتی اگر مصرف مطلق برق ثابت بماند. از سویی دیگر، تحقیقات فعال در زمینه تأیید بدون نیاز به استیت (Stateless verification) ممکن است در نهایت موانع سختافزاری را به قدری کاهش دهد که بتوان گرهها را روی دستگاههایی به کوچکی گوشیهای هوشمند اجرا کرد. هرچند این امر تقاضای فردی برق را بهشدت کاهش میدهد، اما افزایش متعاقبِ مشارکت اپراتورها، باعث میشود تا تأثیر خالص و نهایی بر روی ردپای کلی شبکه همچنان یک مسئله باز و نامشخص باقی بماند.
