Criptovalute e sostenibilità

Le criptovalute sono sostenibili? Valutare la sostenibilità delle criptovalute è un lavoro complesso che non comprende solo l’analisi del loro impatto ambientale, ma anche la valutazione del loro impatto economico e sociale. In questo articolo vengono spiegati i meccanismi di consumo energetico delle criptovalute e i procedimenti di ottimizzazione degli stessi intrapresi da alcune criptovalute. In particolare, le criptovalute più virtuose cercano di inserire la loro tecnologia in quegli snodi più ombrosi del sistema economico per renderli accessibili e trasparenti, sfruttando la tecnologia della blockchain, intervenendo quindi su aspetti economici e sociali del nostro sistema.

Quanto consuma il Bitcoin?

Negli ultimi anni l’attenzione si è focalizzata sull’impatto ambientale delle criptovalute. In particolar modo è stato stimato che il Bitcoin consumi 120 Terawattora all’anno, pari al consumo di una nazione di medie dimensioni, e che le tonnellate di CO2 emesse potrebbero superare ad oggi le 24 tonnellate all’anno, numeri che prendono solo in considerazione la criptovaluta più diffusa al mondo, il Bitcoin, ma che potrebbero raddoppiare se venissero prese in considerazione anche tutte le altre.

Cosa sono le criptovalute?

Una criptovaluta è una raccolta di dati binari progettata per funzionare come mezzo di scambio, in cui gli archivi della proprietà delle monete individuali sono registrati in un database computerizzato che utilizza una crittografia avanzata per proteggere i database delle transazioni, per controllare la creazione di monete aggiuntive e per verificare il trasferimento della proprietà delle monete. Le criptovalute non esistono in forma fisica e sono generalmente decentralizzate, ovvero non vengono emesse da un singolo ente, al contrario delle valute tradizionali. La tecnologia alla base delle criptovalute è quella peer-to-peer su reti i cui nodi sono costituiti dai computer degli utenti potenzialmente situati in tutto il mondo.

La validità delle monete di ciascuna criptovaluta è fornita da una blockchain. Una blockchain è un elenco di registri in continua crescita, chiamati blocchi, che sono collegati e protetti usando la crittografia.

Per proteggersi da attacchi di varia nature le criptovalute si basano principalmente su due diversi tipi di protocolli, la proof-of-work e la proof-of-stake, di cui esistono diverse varianti su cui non ci soffermeremo in questo articolo.

Proof of stake e proof of work:

Proof-of-work

Il protocollo hashcash proof-of-work, su cui si basa Bitcoin, venne introdotto nel 1997 da Adam Back per porre fine allo spam nelle email e agli attacchi denial of service. Veniva infatti richiesto al mittente della mail di includere un codice hashcash nell’intestazione di questa per provare che avesse usato una certa quantità di CPU per calcolare il timbro e allegarlo alla mail, per questo motivo il messaggio non veniva ritenuto inviato da uno spammer in quanto c’era la prova che il mittente avesse impiegato una certa quantità di tempo e CPU per creare quella mail.

Nella blockchain di Bitcoin il ruolo di validatori spetta ai Miner, persone dotate di computer abbastanza potenti da risolvere le equazioni matematiche necessarie per validare un blocco all’interno della blockchain. La proof-of-work incentiva i miner nel loro lavoro fornendo una ricompensa a quello che riesce a risolvere per primo l’equazione, avendo il diritto a inserire il blocco dal suo nodo e ricevendo una ricompensa in criptovaluta. Il problema di questo sistema, all’interno del sistema Bitcoin, è che le equazioni da risolvere per validare le transazioni e rendere sicura la rete diventano, con il passare del tempo, sempre più complicate necessitando di maggiore potenza da parte dei miner e quindi di un maggior consumo energetico.

Ciclo della proof-of-work:

• Le transazioni che devono essere validate vengono inviate alla blockchain
• Si forma un blocco da validare con le transazioni inviate in un lasso di tempo prestabilito dalla blockchain
• I miner risolvono una transazione alla volta risolvendo un algoritmo crittografico per ogni transazione
• Le transazioni validate vengono pubblicate sulla blockchain e rese pubbliche a tutti
• Il più veloce a risolvere l’algoritmo viene ricompensato con la criptovaluta su cui sta lavorando quella blockchain

Proof-of-stake

Il protocollo proof-of-stake è come nel caso precedente un algoritmo crittografico, ma in questo caso i blocchi non vengono estratti dai miner ma coniati dalla blockchain e attribuiti a un validatore dal sistema, il validatore può essere scelto dal protocollo a seconda di quante monete abbia congelato/puntato (stake) nella blockchain. Dopo aver risolto l’algoritmo viene verificato dal protocollo che sia corretto e quindi viene pubblicato sulla blockchain. Esistono diversi tipi di proof of stake e in ognuno di essi il sistema può scegliere il validatore a cui affidare il blocco da inserire sulla blockchain tramite vari parametri che vengono scelti al momento della creazione del protocollo (quantità di monete congelate, anzianità del validatore, luogo in cui si trovano i nodi etc)

Ciclo della proof-of-stake:

• Per poter convalidare le operazioni un utente deve congelare una determinata quantità di monete sul suo nodo o unirsi a una staking pool in cui i guadagni vengono redistribuiti fra i partecipanti.
• A questo punto la probabilità di essere scelti dalla rete come validatore dipende dal protocollo su cui si basa quella criptovaluta: quantità di monete congelate, anzianità del validatore e altri parametri spesso uniti a un fattore di casualità deciso dal protocollo.

Differenze fra proof-of-stake e proof-of work

Come si può vedere dalla struttura dei due protocolli il consumo di energia è determinato dalla loro diversa natura. Nella PoW sono richiesti più computer dotati di una buona potenza di calcolo che andranno a risolvere gli algoritmi e a estrarre i blocchi da inserire sulla blockchain, questo richiede all’atto pratico eserciti di schede video (GPU) costantemente collegate alla corrente e al lavoro, consumando così una quantità di energia enorme.

La PoS , invece, richiederà un consumo di energia minimo non avendo bisogno di potenza di calcolo per validare le operazioni.

Pro e Contro

PoW

Pro:

• Metodo di raggiungimento della validazione molto sicuro e rodato nel tempo
• Facile da implementare

Contro:

• Consumo enorme di energia
• Transizioni lente e costose all’aumentare della congestione della rete
• Dato l’aumento della difficoltà degli algoritmi il potere decisionale potrebbe centralizzarsi sempre di più nelle mani di pochi

PoS

Pro:

• Efficace dal punto di vista energetico
• Transazioni veloci ed economiche
• Per poter partecipare alla validazione e guadagnare non c’è bisogno di attrezzatura particolare

Contro:

• Non ancora sicura come la PoW
• I validatori con grandi capitali potrebbero accentrare il potere decisionale

Dove si acquistano le criptovalute

Ad oggi esistono centinaia di exchange online che offrono servizi per acquistare criptovalute e servizi legati ad esse, molti di questi però si rivelano essere poco trasparenti e privi di garanzie per chi acquista su di essi.

Senza ombra di dubbio i migliori e i più sicuri exchange al momento sono Binance e Coinbase. Oltre ad essere i più grandi sono quelli che più di tutti stanno lavorando per adattarsi per poter essere riconosciuti a livello legale da più paesi, sono infatti in corso continue modifiche perché si adattino alle nuove leggi che ogni anno vengono varate dai vari paesi per contrastare il riciclaggio di denaro e altre pratiche illecite a cui sono state associate in passato le criptovalute.

Binance oltre a consentire l’acquisto di criptovalute, di altri servizi di finanziari e di trading che sconsigliamo a chiunque non abbia una formazione e un’esperienza nel campo della finanza, offre anche la possibilità di staking su moltissime criptovalute offrendo una garanzia di guadagno passivo derivante dal funzionamento della Proof of Stake.

Esempi di criptovalute a minor impatto ambientale

#1 Cardano

Sviluppata dal co-fondatore di Ethereum Charles Hoskinson Cardano è una delle prime blockchain basate su PoS fin dalla sua nascita nel 2016. La valuta ufficiale della blockchain di Cardano è ADA,

Il creatore di Cardano ha dichiarato che l’intero network di questa blockchain consumi solo 6 GWh contro i 91 TWh (91000 GWh) del network di Bitcoin.

Cardano è una piattaforma molto simile per funzionalità ad Ethereum, infatti l’obiettivo della piattaforma è quello di permettere la creazione di smart contract. Cardano ha una roadmap ben precisa divisa in ere differenti. Attualmente ci troviamo nell’era Goguen la quale ha introdotto quest’anno la possibilità effettiva di creare smart contract all’interno della piattaforma. L’ultima era attualmente presente sulla road map è quella di Voltaire la quale introdurrà un sistema di Governance che permetterà a tutti gli stakeholder di poter votare democraticamente decidendo così il futuro di Cardano e quale strada percorrere evitando il pericolo di eventuali hard fork.

#2 Solar Coin

Solar Coin è la criptovaluta che incentiva l’uso di energia solare, viene distribuita infatti come premio a chiunque installi e generi un sistema a energia solare. Può essere richiesta da chiunque sia in possesso di pannelli fotovoltaici oppure di grandi centrali di produzione di energia tramite pannelli solari. Dal 2014 ha terminato la transizione da PoW a PoS e da allora l’estrazione di questa cripto avviene solo tramite la produzione di energia solare.

#3 Stellar

Stellar è un protocollo usato principalmente per l’invio e la ricezione della sua valuta, il Lumen. Il progetto di Stellar è quello di rendere gli strumenti finanziari critici alla portata di chiunque nel mondo, rendendo ad esempio gli scambi di denari transfrontalieri alla portata di tutte quelle persone che attualmente, non essendo in possesso di un conto bancario, devono appoggiarsi a delle compagnie per l’invio di questo denaro arrivando anche a pagare il 10% di commissioni.

#4 Iota

Iota è una criptovaluta focalizzata a fornire comunicazioni e pagamenti nel contesto dell’internet delle cose. L’internet delle cose rappresenta un’ evoluzione dell’attuale rete internet che permette potenzialmente a qualunque oggetto di trasmettere e ricevere dati raccolti da altri oggetti nel mondo. Le applicazioni spaziano in più campi, da quello alimentare con i frigoriferi che avvertono quando stanno finendo le provviste, alla sanità per la prevenzione tramite dispositivi di smart health, fino alla tutela ambientale. Infatti grazie agli smart object sarà possibile monitorare i livelli di inquinamento nelle città e procedere con interventi mirati per ridurre i maniera più efficace questi livelli, o ancora si potranno applicare sensori nell’irrigazione dei campi nell’agricoltura per monitorare e minimizzare le perdite e gli sprechi d’acqua.

Iota è un progetto che si basa sulla validazione tra transazioni, a differenza della PoW di Bitcoin i nodi non entreranno in competizione fra loro per la validazione ma verrà chiesto ad ogni utente che richiederà una transazione di validarne altre due precedenti, in questo modo abbatte i consumi legati al mining che, non essendo richiesto, non prevede commissioni per le transazioni.

#5 Polkadot 

Come Cardano, Polkadot è stata fondata da un altro co-fondatore di Ethereum, Gavin Wood, che con questa criptovaluta ha deciso di provare un approccio diverso. Il network utilizza un algoritmo di consenso Proof of Stake.

L’obiettivo del progetto è quello di creare un internet di blockchain che comunicino fra di loro, attualmente le blockchain infatti lavorano in “singolo” senza comunicare. L’obiettivo di Polkadot è quindi quello di garantire un’interoperabilità fra di esse, all’interno del protocollo è presente la cosiddetta “catena di controllo” nella quale vengono immagazzinati i dati inviati dalle singole blockchain e vengono standardizzati diventando comprensibili e fruibili alle altre blockchain, così facendo le blockchain potranno implementare nuovi protocolli al loro interno in un ambiente protetto dalla PoS.

#6 Ethereum

Ethereum è la seconda criptovaluta per capitalizzazione al mondo dopo Bitcoin e probabilmente la piattaforma che ha cambiato per sempre le regole del mondo in cui viviamo.

La piattaforma Ethereum è stata fondata nel 2015 da Vitalik Buterin e altri collaboratori fra cui Charles Hotkinson e Gavin Wood ed è una piattaforma decentralizzata pensata appositamente per poter creare e pubblicare contratti intelligenti.

I contratti intelligenti, o smart contracts, sono protocolli informatici che fanno rispettare automaticamente la negoziazione, l’esecuzione e la risoluzione di un contratto, tenendo conto delle varie clausole contrattuali. Questi contratti stanno già avendo un impatto considerevole nelle nostre società e i loro usi possono variare nei campi più disparati, dalle assicurazioni, ai noleggi auto, fino ai tribunali e alle scuole. Gli smart contract infatti possono avere anche valenza legale e ci si riferisce ad essi con il nome di smart legal contract.

Ethereum si è basato sulla PoW fino ad oggi, ma è attualmente in corso la conversione del protocollo a PoS rendendo così l’intero ecosistema meno avido di energia.