Sciencemag.cz
Doporučujeme
Kryptoměna typu stablecoin svázaná s elektřinou přímo přes zákony o účinnosti tepelných strojů a entropii? Určitě zajímavý teoretický koncept, i když není jasné, zda se uplatní na trhu (respektive – zda o takovou kryptoměnu někdo stojí). S myšlenkou přišli na Lawrence Livermore National Laboratory.
Když jsou stablecoiny svázané s dolarem nebo zlatem, mohou být jistě takové, které jsou spojené s cenou elektřiny. Prostě jich bude uvolněno určité konečné množství a někdo bude garantovat příslušnou transakci. Nicméně garant samozřejmě může zkrachovat, respektive systém je už založen na důvěře a není decentralizovaný. (To platí i pro dolarové stablecoiny, samozřejmě lze dát dolary nebo zlato na „krytí měny“ někam do trezoru, ale stejně.) Tady to má být jinak, stablecoin má garantovat de facto Maxwellův démon.
Maxwell Murialdo a Jon Belof ve svém novém článku podrobně popsali, jak toto spojení mezi energií a informací umožňuje vytvořit token kryptoměny, který je přímo podložen a směnitelný za jednu kilowatthodinu elektřiny. Zatímco k „ražbě“ tokenu E-Stablecoin je zapotřebí vložit jednu kilowatthodinu elektřiny, tento digitální token lze později zničit a získat z něj jednu kilowatthodinu použitelné elektřiny zpět (pomineme-li transakční náklady). Cena jednoho tokenu E-Stablecoin je tedy navázána na cenu jedné kilowatthodiny elektřiny způsobem, který je robustní, stabilní a bez důvěry (ve smyslu: systém, kdy fungování sítě nebo platebního systému nezávisí na instituci nebo třetí straně). Autoři výzkumu tvrdí, že přeměna tokenu na elektřinu je možná i bez elektrárenských společností či přenosových sítí.
Tolik průvodní tisková zpráva. Z ní tedy není jasné, jak by něco takového mohlo vůbec fungovat, takže stojí za to se podívat na samotný článek. Historicky po Maxwellově démonu přišlo rozpracování Szilarda, pak další zpřesnění. Zkrátka: Při třídění částic podle rychlosti a vytváření gradientu musejí být někde zaznamenány informace o částicích, pak nevzniká další dodatečná energie. Výsledkem jsou „odpadní data“. Jeden bit informace lze u Szilardova démona přeměnit na práci – a právě to je onen „odpadní údaj“. Měření informace přitom nemusí probíhat současně s jeho přeměnou na práci a informace ani nemusí být uložena lokálně.
„Palivo“ pro příslušného démona tvoří prázdný (předem inicializovaný do standardního vnitřního stavu) prostor pro ukládání dat, do kterého se zaznamenávají „odpadní data“. Démon může pokračovat v přeměně tepelné energie na práci, dokud mu nedojde místo v paměti.
Klíčové a neintuitivní na tom všem je, že jediný termodynamický krok generující entropii (nutně nevratný krok) v činnosti démona nastává, když jsou uložená „odpadní data“ vymazána. Data jsou vlastně to, co nám překáží, nutným produktem naší práce, nemůžeme je „smazat jen tak“, na jejich mazání potřebujeme energii. Přitom zase z těch všech rovnic o entropii a účinnosti tepelných strojů vyplývá, že na vymazání jednoho bitu odpadních dat potřebujeme minimálně energii v nějaké výši.
„V tomto systému dochází k vyrovnávání dvou různých typů entropie – entropie termodynamických fyzikálních systémů (tj. Clausiova entropie) a entropie informace (tj. Shannonova entropie). Zatímco Clausiova entropie klesá (protože teplo se přeměňuje na práci), Shannonova entropie roste (přidáváním entropie do paměťové banky),“ uvádí článek. Úložiště dat je tedy nepřímo úložištěm volné energie.
Autoři studie dále navrhují základní protokoly pro fungování příslušného stablecoinu.
Alice vyrábí z nějakého zdroje elektřinu a přitom generuje odpadní data. Elektřinu normálně používá. Jakmile zaplní své úložiště odpadními daty, musí ho ale smazat – na což by právě musela vynaložit již získanou elektřinu (za předpokladu, že všechny procesy probíhaly při stejné teplotě a splnění pár dalších podmínek). Mazání dat lze ale „předat“, delegovat, outsourcovat – odpadní data se přenesou někomu jinému (to je stále alespoň teoreticky vratná procedura bez vynaložení další energie). Bob pak za svou energii data smaže. Jedná se tak vlastně o přenos volné energie mezi Bobem a Alicí, ovšem při tom se přenáší její ekvivalent v podobě dat, nikoliv hmota/energie jako taková.
Protokol B pak popisuje chování celé sítě. Alice zaplatí za outsourcované mazání odpadních dat právě onen stablecoin. Na jedné straně jsou tedy decentralizovaní vlastníci (de facto cloud), kteří poskytují svůj úložný prostor a průběžně ho mažou. Za to dostávají stablecoiny (podle nějakých chytrých kontraktů a automaticky atd.). Tím má být zajištěna ekvivalence stablecoinu s jednou kilowatthodinou; je to energie, kterou Alice získala/spotřebovala pro vlastní potřeby a současně energie, kterou do systému vložil „mazač“.
Maxwell Murialdo et al, Can a Stablecoin Be Collateralized by a Fully Decentralized, Physical Asset?, Cryptoeconomic Systems (2022). DOI: 10.21428/58320208.adf5637a
Zdroj: Lawrence Livermore National Laboratory
Poznámky PH: Co k tomu dodat? Myslím teoretický koncept je zajímavější než jeho praktická upotřebitelnost, o „další kryptoměnu“ v řadě asi nikdo nestojí, alespoň aktuálně ne. Představa, že zrovna toto je využitelné k dodávce elektřiny do míst nepřipojených k síti nebo k využití přebytků energie z obnovitelných zdrojů, jak prezentují autoři, mi přijde spíš nesmyslná. Přenos příslušné odpadní informace také není bezeztrátový, počítače nepracují reverzibilně, opotřebovávají se, přidávají se náklady na hardware. Není pravda, že jediným nákladem by byly náklady na mazání dat, v systému by byly (podle mě obrovské) ztráty.
Ale uvidíme, poznámky jsou to laické, třeba alespoň některé z výše uvedených myšlenek se uplatní. Elegantní ten nápad je (zejména ta klíčová role ne vytváření, ale mazání dat; v této souvislosti mě až napadla povídka S. Lema o tom, jak konstruktoři Trurl a Klapacius přelstili piráta Tlamsu – „Výprava šestá…“, česky např. ve sbírce Kyberiáda), tak jako řada jiných myšlenek, které se odvíjejí od Maxwellova démona…
