[Bitcoin] L'impatto ambientale di Bitcoin e la sua profittabilitá

Di una cosa sono molto contento quando parlo di bitcoin e, piú in generale, di criptovalute.

Facciamo un pó di profilazione spiccia, per divertirci.

Le persone che mi scrivono per criticarmi sono intelligenti e preparate. Non tutte, ci sono le dovute eccezioni, ma la media é alta. Bitcoin é un argomento affascinante perché affronta temi complessi come calcolo distribuito e criptografia, teoria monetaria e token economy. E' un territorio in evoluzione. Buono per tutti, dai sognatori agli speculatori, dagli informatici ai creduloni.

In genere chi mi critica "se la crede" perché é abituato ad avere a che fare con analfabeti tecnologici ed economici.
Si tratta in genere di persone che credono fortissimamente nel libero mercato: chi é bravo, vince, gli altri, si attaccano al tram.
Io credo nel libero mercato, ma regolato, il che fa di me secondo molti di loro uno che NON crede nel libero mercato.
Le critiche al bitcoin vengono quasi sempre affrontate come "non capisci una sega, informati" o "i problemi si risolveranno, abbi fede, ci stiamo lavorando".

Io cerco sempre di avere un approccio quantitativo ai problemi.

I due precedenti articoli che ho scritto in merito al fatto che bitcoin fosse una frode, nel senso di fregatura, hanno sollevato un vespaio e una montagna di click.

Io con i click NON CI GUADAGNO, ma ammetto che i due articoli precedenti erano clickbait per avere un po'di feedback di persone con un po' di cervello e competenza tecnica. I fatti mi hanno dato ragione e ho usato i loro commenti a leva per ottenere critiche costruttive.

Per inciso, non mi riferisco ai programmatori in PHP o C/C++, ma a gente che usa i bitcoin perché ha analizzato a fondo le potenzialitá e soprattutto i difetti in un contesto generale, che abbraccia la teoria monetaria, il consumo di risorse energetiche, i contraccolpi sociali.

I difetti tecnologici attuali di Bitcoin sono fondamentalmente due:

1) richiede un enorme consumo di corrente.

2) il numero di transazioni che possono essere processate é bassissimo, e infinitamente risibile rispetto a quanto fatto da una VISA (rapporto nell'ordine di un intervallo da 1 a cinquecento a 1 a mille, per intenderci..). Ció crea latenze insostenibili a meno di non pagare piú alti costi di transazione ("vuoi essere processato velocemente? PAGA!"). Comunque in ogni caso siamo nell'ordine delle decine di minuti nel caso migliore, tre giorni nel caso peggiore. Transazione non andata a buon fine nel caso pessimo se dopo tre giorni ancora aspetti. Questo perché le transazioni vengono messe prima in anticamera come dal medico, cioé in attesa, ordinate secondo chi ha piú prioritá (fees associate, come un codice da bianco a giallo a rosso al pronto soccorso) poi le transazioni devono essere validate ("il tizio che paga ce li ha i bitcoin nel portafoglio o compra allo scoperto?" si possono richiedere piú conferme, a seconda dei soldi in gioco) vengono elaborate in blocchi (mining), e i blocchi vengono distribuiti ai nodi.

Ci sarebbe un terzo punto, e cioé la volatilitá, il che rende attualmente il bitcoin una valuta soggetta a speculazione, ma giustamente i critici mi fanno osservare che se TUTTI usassero bitcoin, il bitcoin non sarebbe volatile. Oggi e per i prossimi anni, se continuerá ad esistere, il bitcoin sará molto volatile.

Ci sarebbe poi un problema, di tipo monetario, e cioé che bitcoin é deflattivo. Ma non é oggetto di questo post. Tra l'altro, per i creatori, é un vantaggio. Abbiamo posizioni opposte.

Il punto 2), noto come scalabilitá delle transizioni, é affrontato al momento con una estensione del  protocollo Bitcoin, chiamata Lightning Network (rete fulmine!). Ne parleró in altra sede, per ora mi pare di capire che la rete é sotto test in una bitcoin test network (Sto leggendo il white paper quando ho un po' di respiro da lavoro, famiglia e palestra, e articoli per ExitEconomics che sto usando come diario personale per vedere i miei sviluppi).

Il punto 1), invece, é oggetto di questo post.

Come scrive giustamente Marco Dal Pra in replica al mio post, una blockchain DEVE avere una valuta intrinseca, sia essa bitcoin, sia essa ethereum, o PippoCoin. Piú in generale, commento io, deve esserci una fiche (come le fiches usate nel poker) che qualcuno considera valga la pena ricevere per consumare l'energia elettrica per validare le transazioni di quelli che la usano. Le fiches oggi vengono scambiate poi in dollari, euro, yen, renmimbi. Il bitcoin viene vista come valuta NON a corso forzoso in quanto scambiabile su piattaforme di Exchange in moneta a corso forzoso, garantita dallo Stato Centrale. Essa stessa viene scambiata rispetto alle altre valute a corso forzoso, fiat money in inglese.

La fiche in questione é chiamata token, gettoncino. Da qui il termine token economy per quelle economie basate su transazioni di criptovalute.

Bitcoin puó esistere solo finché il costo della corrente elettrica e dei server usati per minare, nella valuta a corso forzoso del paese dove ci sono i server per minare, é INFERIORE al valore del bitcoin che deve essere minato. 

Nota: proprio perché é transnazionale come la rete internet, il bitcoin gode di arbitraggio valutario: posso minare bitcoin con server ubicati in Cina perché pago in yuan la corrente elettrica prodotta da economiche ed inquinantissime centrali a carbone da operai con gli occhi a mandorla pagati poco, e rivenderlo in dollari statunitensi a ricchi signori che comprano le Tesla.

Da questo punto di vista, Bitcoin é l'esempio calzante della globalizzazione estrema di servizi e capitali.

Questa considerazione fornisce una prima rozza metrica per immaginare il futuro di Bitcoin. 

Ogni anno che passa, nuovi sistemi di calcolo specifici per minare bitcoin vengono introdotti. Non sto a spiegare cosa sia un ASIC, diciamo che per minare bitcoin sono usati circuiti integrati altamente ottimizzati (gli ASIC, appunto) che sono specificamente progettati per usare l'algoritmo SHA256 per calcolare la funzione hash del blocco.
Niente di eccezionale, intendiamoci: io stesso seguo lo sviluppo di ASIC volti a calcolare l'eco dei radar satellitari. Si tratta di aggeggini che fanno conti molto rapidamente consumando meno rispetto ad altre soluzioni meno ottimizzate.

Piú fanno i conti rapidamente a paritá di consumo di energia, piú questi ASIC sono ricercati.

Piú veloce é l'ASIC, o gruppi di ASIC che lavorano in parallelo in costosi cluster, prima fa il miner a vincere la competizione con gli altri miners e aggiudicarsi la ricompensa.

In base a qualche ricerca condotta in rete, ho potuto concludere che il costo per calcolare 1 miliardo di chiavi hash per ogni joule di energia é sceso di venti volte in 5 anni. Che é un ECCELLENTE risultato!

Quanto é salito il numero di hash necessarie a minare un blocco in 5 anni?
Sempre in base a qualche ricerca condotta in rete, mi risulta che la difficoltá di minare bitcoin, espressa in Gigahash al secondo (GH/s) sia esplosa ed aumentata di un fattore  diecimila nello stesso arco di tempo. DIECIMILA.

Quelli che scrivono nei miei commenti che l'evoluzione degli ASIC compensa il costo della corrente, scrivono una solenne..come dire..non mi viene il termine..ah ecco: CAZZATA. Una cazzata di fattore 500.

Potete andare a questo sito per vedere il grafico della difficoltá di minare bitcoin: per quanti fra di voi la sanno leggere, suggerisco la scala logaritmica. Con la scala logaritmica, si vede bene che in dieci anni il costo per calcolare hash é aumentato di 100*100*100*100*100*100*100 volte. Purtroppo la legge di Moore non ce la fa: gli ASIC non possono compensare una tale crescita della mole di calcolo! Quindi occorre comprare tanti ASIC e farli lavorare insieme.

Copiaincollate questi brevi trafiletti sopra quando arriva qualcuno a dirvi che gli ASIC compensano i costi della corrente e mandateglieli.

Nei primi tempi, la ricompensa per minare erano 50 BTC. Poi nel 2012 si é passati a 25 BTC. Oggi la ricompensa per indovinare la chiave hash é di 12.5 BTC. Probabilmente l'anno prossimo la ricompensa si dimezzerá ulteriormente, e si passerá a 6.25 BTC.

Cosa significa tutto ció? che i primi miners, o creatori di bitcoin, hanno fatto una quantitá spaventosa di soldi perché: PRIMO, facevano per ogni blocco minato 50 bitcoin, e non 12.5 come oggi. SECONDO, la difficoltá per minare era un milione di miliardi di volte inferiore ad oggi.

Se avete la bava alla bocca pensando ai facili guadagni ("potevo attaccare il pc con linux sopra e farci girare il SW di mining mentre mi trombavo la ragazza!!") come qualche nerd con pancetta e occhiali, pensate sempre che a posteriori é facile fare valutazioni perché il mercato premia chi ha successo, ma le milioni di imprese andate a male e i soldi persi con esse non finiscono sui giornali. Insomma, in hindsight tutto é facile.

La soglia di profittabilitá é nota ad ogni ingegnere gestionale: esiste per ogni investimento, e il bitcoin non fa eccezione a riguardo perché per un miner con tanti soldi da investire in costosi server il guadagno é assicurato. Per chi compra e chi vende, no. Ma Bitcoin non é democratico, i guadagni non sono spartiti equamente come in una SPA. La creazione del denaro in bitcoin soffre di un bias molto maggiore del denaro creato dalle banche centrali. Ne parleró in un post apposito, in merito all'indice di Gini applicato al BTC. Se me lo scordo, ricordatemelo.

La soglia di profittabilitá é relaticamente facile da calcolare per il BTC rispetto a, che so,  il nuovo telaio di una Jeep, che ha una infinitá di variabili (fornitori, energia, leggi, dazi, design, test, produzione, etc.) da valutare prima.

La soglia di profittabilitá é definibile a partire dall'efficienza dell'operazione di mining.
Per il bitcoin, possiamo definire l'efficienza come rapporto fra ricompensa per ogni hash calcolata, e il costo dell'energia associata.

Ora, ovviamente l'energia in dollari non é la stessa né nel tempo, né in tutto il mondo, per cui dobbiamo mettere un piccolo paletto, e per esempio assumere che l'energia elettrica costi gli stessi soldi dappertutto e per alcuni anni per fare i confronti. Che so, 10 centesimi per kWh.

I miner comprano hardware di altissimo profilo e li installano in posti dove l'energia elettrica costa poco. A questa pagina, potete leggere che con "un Antminer S15 installato a casa vai a goderti la vita e fai 15 dollari al mese". Ne metti tanti insieme, e fai soldi gratis. I rentiers del nuovo millennio :-)

Il fratello maggiore del S15, l'Antminer S17, consuma 0.05 Joule per GHash e si calcola fino a  60TH/s (si, lo so, alcuni scrivono mediamente 28, ma io sono buono e 60 mi fa comodo per i conti per valutare un estremo superiore di profittabilitá ). Quindi dovrebbe consumare circa 14 kWh/TH, cioé per ogni TH, si spendono 140 centesimi, cioé 1.4 dollari.

Un blocco, per essere minato, richiede di smazzarsi dai 4 ai 7 EH/s (Slushpool elabora mentre scrivo 6.16 EH/s) Ora, 1 EH = 1 milione di TH.
7 EH/s richiedono pertanto 110 mila ASIC di ultima generazione che lavorano in sinergia, parzialmente localizzati in enormi data-center, e in parte distribuiti in tutto il mondo presso privati.

NOTA: é un conto della serva, non ho voluto considerare, in primissima approssimazione, che per ogni ASIC aggiunto l'efficienza complessiva diminuisce.

110mila per 140 centesimi = 154 mila dollari.

Se il costo dell'energia é di soli 5 centesimi, anziché dieci, si spende la metá.

Bene, in un'ora si possono minare circa 75 BTC.

75 BTC sono circa 750 mila dollari.

L'efficienza diventa 0.75/0,154 = 4.87

Di fatto, si arriva ad una profittabilitá che in condizioni ideali pari a quasi il 500% (nelle nostre ipotesi solo un gruppo di minatori vince, si sfrutta tutta la potenza e gli ASIC e i server glieli regalano). Se vai dove l'energia elettrica costa la metá, raddoppi il profitto.

Nei conti abbiamo ignorato i costi fissi e abbiamo esagerato un tantino con la velocitá degli ASIC, diciamo che consideriamo un ASIC tipo Innosilicon Terminator N, con N >3. Una bestiolina come questi ASIC  sta sui 5mila dollari, come minimo. Certo, se ne ordini diecimila ti fanno lo sconto.

Non solo: i miner sono in competizione tra loro. Il primo che vince, porta a casa i soldi. In ogni caso gli ASIC lavorano di continuo, anche quando il blocco lo vince un altro  competitor.

Da questo punto in poi faccio assunzioni su cui non sono ancora ferrato, per cui spero che qualcuno mi confermi o sconfessi.

Ora, supponiamo che elaboriamo sotto il pool AntPool, che detiene il 9% del mercato mining di Bitcoin.
Questo significa che si é profittevoli solo per il 9% del tempo. Per il 91% del tempo Antpool spreca energia elettrica.

La profittabilitá diventa 0.09*0.75/0.154 = 0.43

Che é meno di uno, cioé per ogni dollaro speso, ritornano 43 centesimi.

Dove sta l'inghippo?
BTC per essere profittevole deve poter funzionare in zone del pianeta dove l'energia elettrica costa poco, o avere enormi cluster che diminuiscono i costi degli ASIC e che garantiscono una percentuale del mercato del mining a doppia cifra.

Per assicurarsi che l'energia costi poco, é necessario produrla in zone come la Cina dove c'é carbone o in posti dimenticati da Dio tipo questo.
Questo crea problemi alla scalabilitá di BTC se consideriamo gli impatti climatici. Non é un caso che l'opinione pubblica inizi a domandarsi sulla sostenibilitá di questo sistema. Prima delle Banche Centrali e dei governi a caccia di gettito fiscale, Bitcoin dovrá secondo me preoccuparsi degli ambientalisti, che faranno pressione per spegnere i mining center. Un articolo di Nature del 2018 conclude che minare BTC a Novembre 2018 inquinava quanto un milione di vetture facenti uso di combustibili fossili. Finora poca roba, si tratta solo dello 0.01% delle emissioni globali, ma Bitcoin soffre di un problema: il costo della energia sale esponenzialmente, piú che triplicando ogni anno in media negli ultimi 5 anni (media geometrica di 500 in 5 anni)

Non é un caso che si sia passati da un consumo di un portatile al consumo di un piccolo paese come l'Irlanda in 9 anni. Benvenuti tra le funzioni esponenziali.


Per oggi é tutto, questi post sono piú utili a me che a voi, penso, perché chi é preparato mi critica e rimane della sua, chi non lo é non ci capisce una fava e rimane della sua lo stesso. Si scherza eh!