Digitální měny: Analýza energetické náročnosti těžby Bitcoinů

Abstract

Táto práca predstavuje stručný úvod do pochopenia digitálnej kryptomeny Bitcoin. Bitcoin je najznámejšia a najpoužívanejšia digitálna kryptomena dneška, s ktorou sa bez problémov nakupujú tovary cez internet, ale dá sa ňou zaplatiť aj za obed v reštaurácii. Po vysvetlení základných používaných pojmov je ďalšia časť práce venovaná princípu ťažby. Ťažba alebo mining bitcoinov je proces vytvárania Bitcoinov, pri ktorom ťažobné zariadenie počíta zadanú kryptografickú úlohu, s cieľom vyťaženia nových Bitcoinov. Pri tomto procese zariadenia spotrebúvajú elektrickú energiu. V práci sa sústreďujem aj na ekonomické posúdenie Bitcoinov a vymenúvam jeho najdôležitejšie výhody a nevýhody. Osobitná kapitola je venovaná alternatívnym kryptomenám tzv. altcoinom, ktoré vznikli na báze Bitcoinu, ale snažia sa ho v niečom zdokonaliť a tak isto začínajú hrať dôležitú úlohu vo finančnom svete. Záver práce je venovaný energetickému aspektu celého Bitcoin projektu. V prvej časti si ako potenciálny miner vyberiem zariadenie na ťažbu a stanovím denné náklady na spotrebu elektrickej energie a zároveň aj denné výnosy za vyťažené Bitcoiny pri zvolenom výmennom kurze a pri predpokladanej náročnosti ťažby. Výsledkom je určenie ekonomickej výhodnosti ťažby za sledované obdobie. Druhou úlohou tejto práce je stanoviť energetickú náročnosť Bitcoin siete. Pretože neexistujú žiadne relevantné informácie o spotrebe elektrickej energie touto sieťou, namodelovala som tri typy siete v závislosti na efektivite ťažby (t.j. koľko Joulov sa spotrebuje na vyťaženie Bitcoinu) od najmenej efektívnej, cez priemernú až po najefektívnejšiu. Veľmi dôležitým vstupom bola náročnosť ťažby, ale pretože je zaznamenaná v rôznych databázach a voľne dostupná online, jediným odhadom v celom výpočte bola práve spomínaná efektivita siete. Vo výsledku som dostala číselný interval, v ktorom sa pravdepodobne nachádza aj skutočná hodnota tejto elektrickej spotreby.

This thesis represents a brief introduction to understanding digital cryptocurrency Bitcoin. Nowadays, Bitcoin is the most famous and used digital cryptocurrency, which allows buying goods online without problems as well as paying for lunch in a restaurant. After explaining the basic terms used in the text another part of the thesis is devoted to the principles of mining. Bitcoin mining is the process of creating Bitcoins, in which mining equipment is solving cryptographic problem in order to mine new Bitcoins. In this process, mining devices consume electricity. In this thesis I am also focusing on the economic evaluation of Bitcoin and the most important advantages and disadvantages are listed. Separate chapter is devoted to alternative cryptocurrencies called altcoins, which are based on Bitcoin but are trying to improve it and are beginning to play an important role in the financial world. The final part of the thesis is dedicated to the energy aspects of the entire Bitcoin project. In the first part I am selecting mining equipment as a potential miner and setting daily cost of electricity consumption and also daily revenue for mined Bitcoins assuming exchange rate and mining difficulty. The result is the determination of the economic benefit of mining for the specified time period. The second task of this thesis is to determine the energy consumption of Bitcoin network. Because there are no relevant information about electricity consumption of the network, I modelled three types of networks, depending on their efficiency of mining (i.e., how many Joules are consumed to mine a Bitcoin): the least efficient, average and the most effective. Very important input was the difficulty of mining, but since it is recorded in different databases and accessible online, the only assumption in the whole calculation was network efficiency mentioned above. As a result, I got a numeric interval, in which the real value of electricity consumption probably is.