Stima consumo energetico rete bitcoin.

[jack0m]

Ora per difficoltà si intende il numero medio di tentativi necessari per colpire il target.  
Se per esempio ho 100 valori possibili (da 0 a 99) e sono interessato solo ad ottenere il valore 0, in media ogni 100 tentativi otterrò 0. Si dice allora che la difficoltà è 100. Se invece mi basta ottenere un numero minore o uguale a 19, poichè ogni 5 tentativi in media otterrò uno dei venti valori accettabili, si dice che la difficoltà è 20. Più grande è il target (si può immaginare come un bersaglio) minore è la difficoltà (intesa come numero di tentatvi) di colpirlo. Di fatto è semplicemente il reciproco della probabilità di soddisfare il target ad ogni tentativo.

credo che volessi scrivere 5, in quel caso

Corretto, grazie.

sì in effetti ragionando in termini puramente probabilistici, il pow non è altro che un processo di Bernoulli che si arresta al primo successo, per cui la distribuzione di probabilità di risolvere il puzzle dopo k tentativi è data dalla distribuzione geometrica:

P(k) = pq^k-1,

dove p è la probabilità di una singola hash calcolata di essere nel target, che come correttamente hai scritto è data da (target + 1) / 2^256, e q=1-p.
Quindi il valore atteso della distribuzione, ossia il numero medio di tentativi per riuscire a centrare il target, è pari a 1/p, che è appunto la definizione di difficoltà.

[arulbero]

sì in effetti ragionando in termini puramente probabilistici, il pow non è altro che un processo di Bernoulli che si arresta al primo successo, per cui la distribuzione di probabilità di risolvere il puzzle dopo k tentativi è data dalla distribuzione geometrica:

P(k) = pq^k-1,

dove p è la probabilità di una singola hash calcolata di essere nel target, che come correttamente hai scritto è data da (target + 1) / 2^256, e q=1-p.
Quindi il valore atteso della distribuzione, ossia il numero medio di tentativi per riuscire a centrare il target, è pari a 1/p, che è appunto la definizione di difficoltà.

E inoltre sommando n variabili indipendenti distribuite secondo una distribuzione geometrica si ottiene una distribuzione di Pascal (che conta il numero di fallimenti precedenti il successo numero n), che modellizza quindi i risultati di un periodo di 2016 blocchi con difficoltà costante. Nella distribuzione di Pascal la media è n/p, dove n = 2016 nel nostro caso e p è sempre la probabilità di una singola hash calcolata di essere nel target, quindi "2016 * difficoltà" è il lavoro atteso (e aggiunto alla chainwork) per ogni periodo.

Tempo fa avevo anche approssimato i tempi con i quali venivano minati i vari blocchi usando una distribuzione di Poisson:

https://bitcointalk.org/index.php?topic=1665779.msg16858506#msg16858506

[gbianchi]

Un dato interessante: si stima che a fine maggio il costo marginale per minare 1 bitcoin fosse approssimativamente di 6400 dollari (sempre da https://cryptobriefing.com/bitcoin-mining-energy-new-report/), praticamente al momento i miner non stanno (in media) guadagnando a questo livello dei prezzi. Se quindi il prezzo del bitcoin dovesse ancora diminuire significativamente l'hashrate dovrebbe calare anch'esso (e sostanzialmente sarebbe la prima volta nella storia del bitcoin).

Non ho letto il paper, pero' questa stima "media" dei 6.400 dollari mi sembra estremamente approssimativa.
A me fa molto riflettere l'enorme differenza del prezzo della corrente tra vari paesi, come evidenziato
da questa ricerca: https://www.trustnodes.com/2018/04/26/bitcoin-mining-costs-just-3000-china-500-venezuela-4700-usa

che pone un prezzo di produzione x bitcoin da un minimo di 530$ in venezuela ad un massimo di 26.000$ in sud corea,
con uno spread di piu' del 500%

“South Korea comes in as the most expensive country for mining a single coin at $26,170. From there, Niue, Bahrain, the Solomon Island, and the Cook Islands round out the top five, respectively.

On the flipside, Venezuela came in as the cheapest nation at $531. Their electricity rates are heavily subsidized by the government, leading to incredibly low prices.

[arulbero]

Guardando alla tabella riassuntiva proposta da quel sito, si vede che il prezzo minimo è intorno ai 2000 dollari per bitcoin (escludo il Venezuela, che mi pare una situazione a parte causa i gravi problemi economici che sta affrontando).

Effettivamente, se questi sono i reali costi di produzione del bitcoin, c'è spazio ancora per un raddoppio (almeno) dell'hash rate (a prezzo del btc invariato). E' incredibile pensare ai margini di guadagno che hanno avuto i miner nell'ultimo anno ...

EDIT: l'articolo che hai linkato è di circa 3 mesi e mezzo fa, nel frattempo l'hash rate è cresciuto di almeno il 50%, quindi i 2000 dollari di minimo sono già diventati almeno 3000

[gbianchi]

Guardando alla tabella riassuntiva proposta da quel sito, si vede che il prezzo minimo è intorno ai 2000 dollari per bitcoin (escludo il Venezuela, che mi pare una situazione a parte causa i gravi problemi economici che sta affrontando).

Effettivamente, se questi sono i reali costi di produzione del bitcoin, c'è spazio ancora per un raddoppio (almeno) dell'hash rate (a prezzo del btc invariato). E' incredibile pensare ai margini di guadagno che hanno avuto i miner nell'ultimo anno ...

EDIT: l'articolo che hai linkato è di circa 3 mesi e mezzo fa, nel frattempo l'hash rate è cresciuto di almeno il 50%, quindi i 2000 dollari di minimo sono già diventati almeno 3000

sto cercando senza fortuna un grafico comparativo nel tempo  prezzo bitcoin/costo produzione di un bitcoin.

Da qualche parte ho letto l'affermazione in media nel tempo il prezzo oscilla attorno a 2.5 volte il costo di produzione...

purtroppo tutti questi dati/studi/affermazioni sono molto farraginosi e contradittori.

[arulbero]

sto cercando senza fortuna un grafico comparativo nel tempo  prezzo bitcoin/costo produzione di un bitcoin.

Da qualche parte ho letto l'affermazione in media nel tempo il prezzo oscilla attorno a 2.5 volte il costo di produzione...

purtroppo tutti questi dati/studi/affermazioni sono molto farraginosi e contradittori.

Il problema è che non è ovvio come calcolare il costo di produzione. Se si prende al posto del costo di produzione l'hashrate (che comunque dovrebbe essere la parte fondamentale del costo di produzione) non si rilevano correlazioni particolari: https://bitcoinchaser.com/bitcoin-mining/hash-rate-price-correlation

A dimostrazione di quanto sia difficile valutare i costi di produzione questo studio fissa in 8600 dollari il livello del prezzo di bitcoin sotto il quale i miner vanno in perdita: https://www.cnbc.com/2018/04/19/bitcoin-miners-are-losing-money-at-any-price-below-8600-morgan-stanley.html. Un aspetto interessante è che questo valore scende a 5000 dollari se al posto dei classici miner si considerano le aziende produttrici di asic (che minando direttamente con le macchine di loro produzione risparmierebbero quindi sui costi relativi a quei macchinari)

L'acquisto degli asic quindi incide notevolmente sul costo di produzione finale.

[rrupoli]

Il problema è che non è ovvio come calcolare il costo di produzione.

Già, non è affatto semplice calcolarlo, mi cimentai in un conto della serva tempo fa su domanda di un utente del FOL:
http://www.finanzaonline.com/forum/criptovalute/1843541-thread-ufficiale-bitcoin-la-riscossa-90.html#post50550440

Ci sono aree della Cina dove l'energia costa appena 0.06$/kWh e dunque è possibile che l'asticella si posizioni abbastanza in basso:  mi usciva fuori un prezzo minimo per cui grosse mining farm come Bitmain sicuramente minano in perdita sotto i 3000$ per BTC.
Ovviamente da prendere con le pinze...
 

[arulbero]

Il problema è che non è ovvio come calcolare il costo di produzione.

Già, non è affatto semplice calcolarlo, mi cimentai in un conto della serva tempo fa su domanda di un utente del FOL:
http://www.finanzaonline.com/forum/criptovalute/1843541-thread-ufficiale-bitcoin-la-riscossa-90.html#post50550440

Ci sono aree della Cina dove l'energia costa appena 0.06$/kWh e dunque è possibile che l'asticella si posizioni abbastanza in basso:  mi usciva fuori un prezzo minimo per cui grosse mining farm come Bitmain sicuramente minano in perdita sotto i 3000$ per BTC.
Ovviamente da prendere con le pinze...
 

Tenuto conto che nel tuo calcolo consideravi una potenza di 25 TWh/s contro gli attuali 45TWh/s (e non consideravi per nulla i costi di manutenzione e del personale), direi che il costo di produzione attuale per Bitmain si potrebbe avvicinare ai 5000 dollari come indicato nell'articolo di morgan stanley.

Sarebbe interessante a questo punto, visto che siamo vicini a quel livello, sapere se ci sarà chi potrà permettersi di minare in perdita per un periodo almeno per decimare la concorrenza (problema di teoria dei giochi).

[rrupoli]

Tenuto conto che nel tuo calcolo consideravi una potenza di 25 TWh/s contro gli attuali 45TWh/s (e non consideravi per nulla i costi di manutenzione e del personale), direi che il costo di produzione attuale per Bitmain si potrebbe avvicinare ai 5000 dollari come indicato nell'articolo di morgan stanley.

Sarebbe interessante a questo punto, visto che siamo vicini a quel livello, sapere se ci sarà chi potrà permettersi di minare in perdita per un periodo almeno per decimare la concorrenza (problema di teoria dei giochi).

Il conto della serva torna abbastanza, essendoci troppe variabile non note (costi di struttura, personale, etc) l'idea era quella di individuare un valore di prezzo del BTC tale per cui possiamo _certamente_ dire che chi mina lo sta facendo scientemente in perdita.

Applicando il semplice modello che adottai qualche mese fa, aggiornato ai valori attuali diventa:

17.5 BTC * (13 / 45,000,000) = 0.0000050 BTC ogni 10 minuti, equivalenti a 0.000728 BTC al giorno (trascurando le fee della mining pool).

Il ricavo giornaliero in dollari ammonta mediamente a 0.000728 BTC * 6400$ = 4.60$.

Prendendo per buono il calcolo spannometrico di costo giornaliero minimo per Bitmain di 4$ al giorno (con Antminer S9), ciò significa che se il BTC scendo sotto i 5500$ Bitmain mina quasi certamente in perdita (0.000728 * 5500$ = 4$) .

Valore in effetti molto simile a quello indicato da Morgan Stanley, dovremmo stare in quell'intorno.

E' probabile che le grosse mining farm come Bitmain continueranno a minare anche sotto quei livelli critici per diversi mesi, una sorta di dumping volto a guadagnare ulteriori quote di mercato...

[arulbero]

Articolo che sostiene che non sia importante tanto la quantità di energia spesa quanto piuttosto la sua origine (rinnovabile o meno):

https://phys.org/news/2018-08-energy-bitcoin.amp?__twitter_impression=true

[arulbero]

Il ritmo di crescita dell'hash rate negli ultimi tempi è aumentato, l'hash rate attuale è intorno ai 55 EH/s (solo 40 giorni fa era 37 EH/s, quindi è aumentato del 50% in poco più di un mese).

In definitiva, sicuramente non scenderei come stima di consumi attuali sotto i 150W per TH/s

quindi

150 W per TH/s, essendo al momento l'hash rate (oggi leggermente in ribasso) 35.000.000 TH/s, si hanno 150 * 35.000.000 = 5.2500.000.000 = 5,25 GW --> 5,25 GWh ogni ora --> 46 TWh all'anno

La stima del consumo energetico attuale sale quindi a 72 TWh all'anno.

[alexrossi]

Il ritmo di crescita dell'hash rate negli ultimi tempi è aumentato, l'hash rate attuale è intorno ai 55 EH/s (solo 40 giorni fa era 37 EH/s, quindi è aumentato del 50% in poco più di un mese).

In definitiva, sicuramente non scenderei come stima di consumi attuali sotto i 150W per TH/s

quindi

150 W per TH/s, essendo al momento l'hash rate (oggi leggermente in ribasso) 35.000.000 TH/s, si hanno 150 * 35.000.000 = 5.2500.000.000 = 5,25 GW --> 5,25 GWh ogni ora --> 46 TWh all'anno

La stima del consumo energetico attuale sale quindi a 72 TWh all'anno.

CIò che mi sembra strano è l'aumento in questo periodo estremamente ribassista. Ho pensato al fatto che il 50% aggiunto ora sia stato pianeggiato a prezzi del btc ben più alti, e quindi in qualche maniera le farm adesso devono rientrare dei costi sostenuti.

[arulbero]

CIò che mi sembra strano è l'aumento in questo periodo estremamente ribassista. Ho pensato al fatto che il 50% aggiunto ora sia stato pianeggiato a prezzi del btc ben più alti, e quindi in qualche maniera le farm adesso devono rientrare dei costi sostenuti.

Qualche post fa si stimava che il prezzo minimo di 1 btc per non andare in perdita fosse circa 5500 dollari (supponendo costi dell'energia elettrica molto bassi e produzione in proprio degli asic).
Essendo nel frattempo aumentato del 50% l'hash rate, anche tenendo conto che i costi sostenuti non sono solo quelli legati al consumo energetico, il prezzo minimo adesso dovrebbe essere comunque di almeno 7500 dollari (stima molto a spanne).

La mia sensazione quindi è che adesso tutti i miner stiano minando in perdita.  E' una fase molto particolare, bitmain è in forte difficoltà sul piano finanziario, mi sembra un gioco molto pericoloso. Ad esempio non vedo possibile che tra 20 mesi l'hash rate possa essere ulteriormente salito in modo significativo poichè ci sarà il dimezzamento del compenso del blocco a diminuire le entrate dei miner (a meno che ovviamente il prezzo del bitcoin non tocchi nuovi massimi).

[duesoldi]

La mia sensazione quindi è che adesso tutti i miner stiano minando in perdita.  E' una fase molto particolare, bitmain è in forte difficoltà sul piano finanziario, mi sembra un gioco molto pericoloso. Ad esempio non vedo possibile che tra 20 mesi l'hash rate possa essere ulteriormente salito in modo significativo poichè ci sarà il dimezzamento del compenso del blocco a diminuire le entrate dei miner (a meno che ovviamente il prezzo del bitcoin non tocchi nuovi massimi).

Ma magari! dove si vuole andare con tutta questa crescita esponenziale di HP..... ormai sono in 4 gatti a minare, hanno tagliato fuori il resto del mondo: alla faccia della decentralizzazione!
Scusate lo sfogo.....

[arulbero]

purtroppo come temevo la fonte dati si e' bloccata, e' piatta da tanti giorni.
Conoscente un altro sito cosi' ben fatto e sopratutto aggiornato?

In definitiva, sicuramente non scenderei come stima di consumi attuali sotto i 150W per TH/s
quindi

150 W per TH/s, essendo al momento l'hash rate (oggi leggermente in ribasso) 35.000.000 TH/s, si hanno 150 * 35.000.000 = 5.2500.000.000 = 5,25 GW --> 5,25 GWh ogni ora --> 46 TWh all'anno

La stima del consumo energetico attuale sale quindi a 72 TWh all'anno.

Segnalo che la fonte dati che abbiamo utilizzato a inizio thread: https://digiconomist.net/bitcoin-energy-consumption è almeno in parte attiva (molti dati presenti sono aggiornati).

Vi sono 2 tipi di stime:

una riguarda il consumo annuo stimato (attualmente è di 73 TWh, con l'ipotesi di 150 W per TH/s)
l'altra riguarda il consumo minimo teorico (se tutta la rete fosse formata da antminer s9) ed è 57.6 TWh

La stima stima annuale non viene evidentemente aggiornata ogni giorno, mentre viene costantemente aggiornata quella sul consumo minimo teorico. Il consumo attuale viene stimato comunque nell'ordine dello 0.33% del consumo (elettrico) mondiale.

Dettagli su come si ottengono questi dati: https://digiconomist.net/bitcoin-energy-consumption#assumptions  
e https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(18)30177-6

In fondo alla pagina vi è anche una previsione sul consumo annuale per fine anno di 125 TWh (più del doppio del dato attuale).


Un altro dato evidenzia come i ricavi dei miner siano ancora superiori ai costi (5,4 miliardi di dollari contro 3,6 miliardi all'anno, con costo dell'energia elettrica 5 centesimi di dollaro per KWh). La spesa per energia elettrica viene stimati nell'ordine del 60% delle entrate, per fare un paragone con inizio anno:

On January 25, 2018, the Bitcoin Energy Index was estimating just 22% of miner revenues ($2.2B versus $10.4B)

[arulbero]

Nuovi miner molto più efficienti all'orizzonte (42 - 45 W per TH/s):

questo articolo
http://www.cryptominando.it/2018/09/22/ebang-e11-asic-mining-bitcoin-bitmain/

in risposta all'uscita dei nuovi Asic annunciati qualche giorno fa proprio da Bitmain
http://www.cryptominando.it/2018/09/21/bitmain-bm1391-chip-7-nanometri-mining-bitcoin/

[9kek]

Strano come negli ultimi mesi l'hashrate sia continuamente aumentato nonostante il calo del prezzo del bitcoin. Visto che di nuovi miner per ora non ne sono ancora usciti, significa che comunque ci guadagnano ancora anche con gli attuali S9.

[Speculatoross]

BITCOIN CONSUMA 10MILA VOLTE MENO DELLE BANCHE AMERICANE
https://www.ilbitcoin.news/bitcoin-consuma-10mila-volte-meno-delle-banche-americane/

Originale eng
How Bitcoin (BTC) is 10,000 Times More Efficient Than Banks
https://ethereumworldnews.com/how-bitcoin-btc-is-10000-times-more-efficient-than-banks/

[arulbero]

BITCOIN CONSUMA 10MILA VOLTE MENO DELLE BANCHE AMERICANE
https://www.ilbitcoin.news/bitcoin-consuma-10mila-volte-meno-delle-banche-americane/

Originale eng
How Bitcoin (BTC) is 10,000 Times More Efficient Than Banks
https://ethereumworldnews.com/how-bitcoin-btc-is-10000-times-more-efficient-than-banks/

L'articolo parla di "denaro speso per l'elettricità impiegata per produrre bitcoin" vs " denaro speso per le risorse impiegate dal sistema bancario".

Quindi non si tratta di consumo energetico, ma di consumo di risorse in generale (tempo delle persone, spostamenti, ...). Lo preciso solo perchè il consumo attuale di energia elettrica di bitcoin è stimato nell'ordine dello 0,3% del consumo totale elettrico, quindi niente potrebbe consumare 10000 volte quella quantità.

Certo se fosse vero che il 9% del prodotto interno lordo degli USA viene impiegato solo per mantenere  operativo il sistema bancario e dei pagamenti, viene da riflettere sulla cosiddetta non efficienza delle criptovalute.

[Speculatoross]

L'articolo parla di "denaro speso per l'elettricità impiegata per produrre bitcoin" vs " denaro speso per le risorse impiegate dal sistema bancario".

Quindi non si tratta di consumo energetico, ma di consumo di risorse in generale

Vero, ma mi sembra comunque una comparazione significativa!
Tra l’altro viene comunque poi fatta questa precisazione:

Ovviamente questa immane differenza è dovuta anche al numero di transazioni gestite, che per quanto riguarda i dollari è enormemente superiore al numero delle transazioni in BTC. Allora conviene calcolare il consumo per singola transazione.
Più o meno per Bitcoin si consumano in media 5 kWh per transazione. La rete Visa invece consuma 3 kWh per transazione, quindi il 40% in meno. Però, paradossalmente, più aumenta il numero delle transazioni, più dovrebbe diminuire il consumo medio per singola transazione (pur aumentando quello totale), e con Lightning Network, che non necessita di continue scritture sulla blockchain, il consumo medio per transazione di Bitcoin si ridurrà significativamente. Non è pertanto da escludere che nei prossimi anni possa scendere sotto i 3 kWh per transazione.

Edit PS —->Domanda: nelle pagine precedenti di questo 3d leggo “...320 KWh (il costo di una transazione) ...” ??




Invece per quel che riguarda

Certo se fosse vero che il 9% del prodotto interno lordo degli USA viene impiegato solo per mantenere  operativo il sistema bancario e dei pagamenti, viene da riflettere sulla cosiddetta non efficienza delle criptovalute.

Il dato qui è a prescindere davvero assurdo imho!
Il tema di questa discussione mi pare andasse comunque al di là del mero “consumo energetico della rete btc”, ma appunto più in generale un calcolo del consumo di risorse della rete, efficienza e sostenibilità dal punto di vista consumo risorse della terra.... quindi da comparare con l’alternativa.

Quoto il pezzo in inglese che parla di questa comparazione e fa dei calcoli già presenti in questo 3d.
Esatto, viene da riflettere sulla “non efficienza delle crypto”

A more proper way of looking at the environmental impact of some system is to look at its cost. Money is a way to measure how much resources have been spent on a system. The US Banking system consumes 9% of GDP. That includes all the power used, all the materials used to build and maintain all the bank branches, all the money spent on paying the staff to commute to work. All the resources consumed by the banking staff for everyday living when this same staff could be doing useful work for some other part of the economy.

When you consider 9% of GDP and compare that to the 600,000 Antminer S9 or equivalent around the world securing bitcoin you will see many orders of magnitude difference between what Bitcoin consumes and what the banking system consumes.

Here’s a simple calculation. US GDP is $19.39 Trillion of [which] the banking system consumes 9% of this and it comes out to $1.745 Trillion.

Each Antminer S9 consumes 1.3 kW. Multiple this by 24 hours a day, 365 days a year and the power consumption per Antminer S9 is 8,268 kWh. The cost of electricity at crypto mines is about $0.04 per kWh which makes the 600,000 mining machines consume $198 Million of electricity per year. This is only 0.01 % of the resources consumed by the banking system. This means that Bitcoin is 10,000 [times] more efficient than the banks.

Another point to note is the following: Each Bitcoin block contains 2000 transactions. The Block reward is currently 12.5 BTC. This goes towards the manufacturing of Bitcoin and give it the intrinsic value much like the cost of mining gold give gold its value. The transaction fees are 0.1 BTC per block which works out to be $0.22 transaction fee per transaction which works out to be about 5 kWh per transaction. This is on par with the Visa network which consumes 3 kWh per transaction. I’ve seen people estimate about 1000 kWh per transaction but this is wrong because people wrongly assign the cost of “Creating Bitcoin” to the transaction fee. The proper way of looking at this is to separate out the power cost to create the BTC from the transaction fees which is the portion of the power needed to process the transactions.

Replacing the banks with Bitcoin or some other crypto currency will actually save a lot of resources.