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Vier Herren, ein Ziel: Der Stromverbrauch von Kryptowährungen muss sinken. Die Co-Autoren Matteo Monti, Rachid Guerraoui, Dragos-Adrian Seredinschi und Matej Pavlovic. bild: epfl

Schweizer Forscher entwickeln umweltfreundliche Bitcoin-Alternative

Statt schätzungsweise 300 Kilogramm CO2 wie bei einer klassischen Bitcoin-Transaktion sind es dank neuer Algorithmen nur wenige Gramm.



Die Kryptowährung Bitcoin verbraucht enorme Mengen an Energie und produziert damit erhebliche CO2-Emissionen. Forscher der ETH Lausanne (EPFL) arbeiten an einer energiesparenden Alternative. Und sie wollen diese Lösung der Öffentlichkeit unentgeltlich zur Verfügung stellen ...

Wo ist das Problem?

Der ökologische Fussabdruck der Digitalwährung Bitcoin ist gewaltig. Der Grund ist der Mechanismus, der für die Sicherheit von Transaktionen sorgen soll, zum Beispiel um zu verhindern, dass eine Bitcoin-Einheit mehrfach ausgegeben wird.

Im Kern geht es darum, dass jede Transaktion durch einen temporären zentralen Kontrolleur bestätigt werden muss, der die Gesamtheit des Bitcoin-Netzwerks kontrolliert und die Berechtigung hat, der «Blockchain» die neue Transaktion hinzuzufügen.

Für seine Leistung erhält der zentrale Kontrolleur Bitcoin-Einheiten, weshalb der Wettbewerb um diese Rolle hart ist. Es gewinnt, wer ein komplexes mathematisches Problem löst - was enorme Rechenleistung und Unmengen an Energie braucht. Fachleute bezeichnen dies auch als «Mining».

Was machen die ETH-Forscher besser?

Ein Forschungsteam um Rachid Guerraoui von der ETH Lausanne (EPFL) schlägt einen anderen, minimalistischen Ansatz vor, der weitaus weniger Energie verbraucht. «Wenn es nur um die Frage geht, ob Person A eine Bitcoin-Einheit an Person B überweisen darf, oder ob sie diese Einheit schon Person C, D und E gegeben hat, braucht man keine zentrale Autorität, die das komplette Netzwerk kontrolliert», erklärte Guerraoui im Gespräch mit der Nachrichtenagentur Keystone-SDA. Es sei ein weitaus einfacheres Problem.

Anstatt alle Akteure unter Generalverdacht zu stellen, geht der von Guerraoui und seinen Kollegen entwickelte Algorithmus namens «Byzantine Reliable Broadcast» vom Prinzip der Unschuldsvermutung aus, wie die EPFL am Montag mitteilte.

Die Sicherheit des Systems lasse sich durch Kommunikation (oder «Broadcasting») zwischen Beteiligten im Bitcoin-Netzwerk sicherstellen, hiess es weiter. Anstatt sich als zentraler Kontrolleur mit allen Beteiligten kurzzuschliessen, reiche der Austausch mit einer Stichprobe anderer «Player».

Guerraoui sagt:

«Wenn Person A mit Bitcoin bezahlen will, erlaubt das System Person B nicht, die Zahlung anzunehmen, bis über eine zufällig gewählte Stichprobe anderer Player ausgeschlossen wurde, dass Person A die Bitcoin-Einheit schon ausgegeben hat»

Der Energieverbrauch bei dieser Herangehensweise käme etwa dem vom Austausch von E-Mails gleich, sagte der Forscher. Für eine Transaktion würden dann nur wenige Gramm CO2 ausgestossen im Vergleich zu schätzungsweise 300 Kilogramm bei einer klassischen Bitcoin-Transaktion.

Ist das sicher?

In Sachen Sicherheit der Transaktionen stehe das neue System dem klassischen in nichts nach, schrieb die EPFL. Allerdings sei «Byzantine Reliable Broadcast» nicht für alle Anwendungen geeignet, die mit Bitcoin möglich sind.

Beispielsweise seien komplexere Transaktionen wie für smarte Verträge nicht möglich. Relativ einfache Anwendungen wie zum Beispiel ein Bezahlsystem für ein Bike-Sharing-Angebot seien aber denkbar.

Das EPFL-Forschungsteam stellte das Konzept bereits in zwei Publikationen im Rahmen von Fachkonferenzen vor und stiess damit auf grosse Anerkennung der Fachwelt, wie die EPFL mitteilte.

Das Beste zum Schluss: Guerraoui und Kollegen wollen den neuen Algorithmus bis Ende 2020 als Open-Source-Code der Öffentlichkeit zur Verfügung stellen.

Publikation auf arxiv.org: The Consensus Number of a Cryptocurrency (Extended Version)

(dsc/sda)

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14
Bubble Weil wir die Kommentar-Debatten weiterhin persönlich moderieren möchten, sehen wir uns gezwungen, die Kommentarfunktion 48 Stunden nach Publikation einer Story zu schliessen. Vielen Dank für dein Verständnis!
14Alle Kommentare anzeigen
    Alle Leser-Kommentare
  • buynano 01.10.2019 13:21
    Highlight Highlight Es gibt schon die perfekte umweltfreundliche Alternative: Nano.
    • npe 01.10.2019 15:58
      Highlight Highlight Und eine die noch etwas mehr als Nano und BTC kann: IOTA.
    • The Destiny // Team Telegram 01.10.2019 16:07
      Highlight Highlight IOTA ist nocht nicht dezentralisiert ;)
    • Ueli der Knecht 02.10.2019 14:23
      Highlight Highlight "die perfekte umweltfreundliche Alternative: Nano."

      Umweltfreundlich mag sein (das Kriterium müsste konkreter definiert werden).

      Aber von perfekt (im Sinne der Krypto-Evangelisten wie zB. The Destiny) ist Nano ziemlich weit weg.

      Hier ein Artikel warum:
      https://www.linkedin.com/pulse/why-dags-dont-scale-without-centralization-piers-ridyard

      Auch Nano ist demnach auch "nicht dezentralisiert" (aber erheblich dezentralisierter als das voll-zentralisierte IOTA).
  • THEOne 01.10.2019 12:08
    Highlight Highlight ich hoffe für die jungs, dass sie erfolgreich sein werden. das prinzip ist im grunde simpel und sehr wirtschaftlich. und das dann noch open source.
    . i like
    • Ueli der Knecht 02.10.2019 14:26
      Highlight Highlight Eigentlich erstaunlich, wenn man ein wissenschaftliches Paper veröffentlicht, und dann aber die Open-Source erst auf ein Jahr später ankündigt.

      Heisst das, dass das vorliegende Paper gar nicht vollständig ist, und also von unabhängigen Fachleuten gar nicht überprüft werden kann?

      Insofern scheint Professor Guerraoui seinen Mund etwas voll zu nehmen.

      Ein seriöses Peer-Review konnte bisher offenbar noch nicht stattfinden. Also mal abwarten...
  • Der Tom 01.10.2019 09:07
    Highlight Highlight Bei den 300kg co2 geht man wohl davon aus, dass der ganze Strom mit Kohle erzeugt wird. Glaube nicht, dass diese Zahl stimmt. Bitcoin wird ausserdem ständig weiter entwickelt und der Energieverbrauch sinkt. Es gibt bereits Alternativen die viel weniger Energie benötigen. Ethereum ist zb auf dem Weg mit umstieg auf Proof of stake den Energieverbrauch um 99% zu senken.
  • anarchia. 30.09.2019 18:21
    Highlight Highlight Meines Wissens gibt es bereits Altcoins, die dem Rechnung tragen... z.B. die Blockchain 3.0 von Cardano.... Ebenso Ripple‘s XRP benötigt für eine Transaktion nur einen winzigen Bruchteil der Energie, die für eine Bitcoin Transaktion notwendig ist.
    • The Destiny // Team Telegram 30.09.2019 20:39
      Highlight Highlight Ripple ist nicht dezentralisiert...
    • npe 01.10.2019 15:58
      Highlight Highlight Ripple.... 😂
  • salamandino 30.09.2019 14:58
    Highlight Highlight ETH-Studenten sind an einem weit komplexeren Blockchain-Projekt dran zu entwickeln.
    Es geht darum, seine Daten im heutigen Internet selber zu bewahren und vermitteln. Die Sicherheit wird von der Bitcoin Hashrate garantiert, da es merge-mining betreibt.

    Weitere Infos für Enthusiasten und Programmierer einfach elastos.academy googlen.

    talk is cheap, show me the code.
  • imposselbee 30.09.2019 14:57
    Highlight Highlight Es gibt schon anständige Leute in der IT, aber die Bitcoinler sind doch alles greedy little Basterds.
    • Dani B. 30.09.2019 23:45
      Highlight Highlight Ägypten: Inflation 29%
      Es gibt einen philantropen Gedanken dahinter.

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