ทำไมบิตคอยน์ถึงกินไฟมหาศาล และนี่คือการออกแบบหรือความผิดพลาดของระบบกันแน่

หัวใจอยู่ที่ระบบพิสูจน์งาน

ถ้าดูผิวเผิน บิตคอยน์เหมือนระบบโอนเงินดิจิทัลที่ทำไมต้องใช้เครื่องคอมพิวเตอร์จำนวนมหาศาลมานั่งคำนวณเลขซ้ำๆ จนกินไฟระดับอุตสาหกรรม คำตอบคือ มันไม่ได้ใช้ไฟเยอะเพราะการคำนวณธุรกรรมซับซ้อน แต่ใช้ไฟเพื่อทำให้การสร้างบล็อกใหม่และการย้อนแก้ประวัติธุรกรรมมีต้นทุนจริงในโลกกายภาพ

เครื่องขุดไม่ได้กำลังแก้โจทย์คณิตศาสตร์ลึกลับ

สิ่งที่เครื่องขุดทำคือทดลองตัวเลขจำนวนมาก แล้วนำข้อมูลส่วนหัวของบล็อกไปผ่านฟังก์ชันแฮชซ้ำแล้วซ้ำอีก เป้าหมายคือหาผลลัพธ์ที่ต่ำกว่าเกณฑ์ที่เครือข่ายกำหนด ผลลัพธ์แต่ละครั้งคาดเดาแทบไม่ได้ จึงไม่มีทางลัดสำคัญ นอกจากลองให้เร็วขึ้นและลองให้มากขึ้น ใครเจอตัวเลขที่ถูกต้องก่อนก็มีสิทธิ์เสนอธุรกรรมชุดใหม่เข้าสู่สายโซ่ และรับรางวัลตามกติกาเครือข่าย

งานที่ทำไปแล้วตรวจสอบง่าย แต่สร้างขึ้นมายาก ผู้เข้าร่วมรายอื่นไม่ต้องใช้พลังงานเท่าคนขุดเพื่อเช็กว่าคำตอบถูกหรือไม่ นี่ทำให้เครือข่ายที่ไม่มีศูนย์กลางสามารถตกลงกันได้ว่า ประวัติชุดไหนมีงานคำนวณสะสมมากที่สุดและควรถูกยอมรับ

ดังนั้นความสิ้นเปลืองเป็นความผิดพลาดไหม

คำตอบตรงที่สุดคือ การใช้พลังประมวลผลเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบ แต่ปริมาณไฟที่เครือข่ายกินไม่ได้ถูกกำหนดไว้ล่วงหน้า แนวคิดพิสูจน์งานถูกใส่มาโดยตั้งใจให้การโจมตีมีต้นทุน ผู้ที่อยากย้อนธุรกรรมเก่าต้องทำงานคำนวณใหม่และพยายามไล่ให้ทันเครือข่ายปกติ ยิ่งมีกำลังประมวลผลฝั่งสุจริตมาก การโจมตีก็ยิ่งต้องเตรียมทั้งเครื่องจักร ไฟฟ้า ระบบระบายความร้อน และโครงสร้างพื้นฐานมากตามไปด้วย

ตัวระบบไม่ได้สั่งว่าต้องใช้กี่เมกะวัตต์ มันกำหนด การแข่งขัน แล้วปล่อยให้เศรษฐศาสตร์ของการขุดเป็นตัวตัดสินว่าผู้ขุดพร้อมจ่ายต้นทุนไฟฟ้าและลงทุนเครื่องมากแค่ไหน

• ราคาบิตคอยน์สูงขึ้น รายได้ที่คาดหวังจากการขุดอาจสูงขึ้น

• เงินธรรมเนียมสูงขึ้น รายได้รวมของผู้ขุดอาจเพิ่ม

• เครื่องขุดมีประสิทธิภาพขึ้น ต้นทุนต่อการคำนวณหนึ่งหน่วยลดลง

• ไฟฟ้าถูกลงในบางพื้นที่ การขุดก็มีโอกาสคุ้มมากขึ้น

เมื่อกำไรงาม คนก็เอาเครื่องเข้ามาแข่งเพิ่ม จึงไม่ได้แปลว่าแค่ชิปรุ่นใหม่ประหยัดไฟกว่าเดิม แล้วไฟรวมทั้งเครือข่ายจะลดลงอัตโนมัติ

ยิ่งเครื่องแรง บล็อกยิ่งออกเร็วตลอดไปไหม

ไม่ เครือข่ายมีระบบปรับความยาก ทุก 2,016 บล็อกจะมีการปรับเป้าหมายตามเวลาที่ใช้สร้างบล็อกช่วงก่อนหน้า โดยมุ่งให้บล็อกเฉลี่ยยังอยู่ใกล้จังหวะเดิมราวสิบนาทีต่อบล็อก ถ้ากำลังขุดรวมเพิ่มจนบล็อกออกเร็ว ความยากก็สูงขึ้น ผลคือเครื่องจำนวนมากไม่ได้ทำให้บิตคอยน์ผลิตบล็อกได้เร็วขึ้นแบบไม่จำกัด แต่ทำให้การแข่งขันเพื่อชนะบล็อกเดิมเข้มขึ้น

ตรงนี้ต่างจากคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่ยิ่งเร็ว งานเดิมก็ควรเสร็จไวขึ้น บิตคอยน์จงใจปรับโจทย์ให้ยากตามกำลังรวมของเครือข่าย เพื่อรักษาจังหวะการสร้างบล็อกโดยเฉลี่ยไว้ใกล้เป้าหมายเดิม จึงเกิดภาพที่ดูย้อนแย้งว่า ฮาร์ดแวร์ดีขึ้นมาก แต่พลังงานรวมไม่จำเป็นต้องลดลง

พลังงานทำหน้าที่คล้ายกำแพงเศรษฐกิจ

ลองนึกภาพระบบบัญชีที่ใครก็สร้างตัวตนปลอมได้ไม่จำกัด ถ้าใช้หลักหนึ่งบัญชีหนึ่งเสียง คนโจมตีสามารถสร้างบัญชีจำนวนมากมาครองเสียงได้ ระบบพิสูจน์งานเปลี่ยนการมีอิทธิพลให้ผูกกับทรัพยากรที่ต้องจ่ายจริง การสร้างกำลังขุดมหาศาลทำไม่ได้ด้วยการกดปุ่มสร้างบัญชีเพิ่มเฉยๆ

แล้วประโยค “หนึ่งธุรกรรมกินไฟเท่า...” ใช้ได้แค่ไหน

ต้องระวังมาก เพราะพลังงานของเครือข่ายไม่ได้เพิ่มตรงๆ ตามจำนวนธุรกรรมในบล็อก เครื่องขุดยังแข่งขันกันแม้บล็อกหนึ่งมีธุรกรรมน้อยหรือมาก การเอาไฟทั้งหมดในช่วงเวลาหนึ่งไปหารด้วยจำนวนธุรกรรมจึงเป็นเพียงวิธีเฉลี่ยเพื่อเปรียบเทียบ ไม่ใช่พลังงานส่วนเพิ่มที่เกิดขึ้นทุกครั้งเมื่อมีใครกดโอนหนึ่งครั้ง

อีกด้านหนึ่ง การบอกว่าไฟทั้งหมด “สูญเปล่า” ก็เป็นคำตัดสินเชิงประเมิน สำหรับคนที่เห็นประโยชน์ของเครือข่ายไร้ศูนย์กลาง ต้นทุนนี้คือส่วนหนึ่งของระบบความปลอดภัย แต่สำหรับคนที่มองว่าประโยชน์ที่ได้ไม่คุ้มกับทรัพยากรที่ใช้ ต้นทุนพลังงานก็เป็นข้อเสียใหญ่ ข้อเท็จจริงทางเทคนิคชุดเดียวกันจึงถูกมองต่างกันได้โดยไม่ต้องบิดกลไกของระบบ

มีบล็อกเชนที่ไม่ต้องใช้ไฟแบบนี้หรือเปล่า

มี กลไกสร้างข้อตกลงร่วมแบบพิสูจน์การถือครองใช้สินทรัพย์ที่นำมาวางเป็นหลักประกันแทนการแข่งขันคำนวณอย่างหนัก อีเธอเรียมเคยใช้ระบบพิสูจน์งาน ก่อนเปลี่ยนไปใช้กลไกแบบนี้ในปี 2565 แสดงว่าการใช้พลังงานสูงไม่ใช่คุณสมบัติที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของบล็อกเชนทุกชนิด แต่มันผูกกับวิธีสร้างข้อตกลงร่วมที่เลือกใช้

เครื่องขุดรุ่นใหม่ยังมีบทบาทสำคัญ เพราะถ้าคำนวณได้มากขึ้นต่อไฟหนึ่งหน่วย ผู้ขุดรายนั้นย่อมลดต้นทุนต่อหน่วยได้ แต่เมื่อหลายรายได้เครื่องที่มีประสิทธิภาพกว่าเดิมพร้อมกัน กำลังขุดรวมก็อาจไต่สูง ความยากถูกปรับตาม และเครื่องรุ่นเก่าที่ต้นทุนไฟฟ้าแพงกว่าก็ถูกบีบออกจากการแข่งขันทีละชุด