IOTA V2: Los nuevos componentes del protocolo mejoran la eficiencia energética

  • Los resultados de IOTA V2 sin coordinador demuestran que IOTA es una tecnología de libro mayor distribuido (DLT) energéticamente eficiente y siempre verde.
  • El análisis muestra que el consumo de energía de IOTA es el 0,000009 por ciento de la red Bitcoin.

Los ecologistas han estado discutiendo las enormes cantidades de energía que consumen las tecnologías de libro mayor distribuido (DLT) construidas sobre el mecanismo de consenso PoW. Un dato de Digiconomist estima que la tasa de consumo de energía de la red Bitcoin es de unos 205 TWh anuales. Esa cantidad es casi la cantidad de energía que se consume en toda Sudáfrica.

Por el contrario, la DLT de IOTA utilizará un algoritmo avanzado de control de acceso que no implica PoW; por tanto, consume menos energía. La IOTA se basa en el marco del gráfico de crecimiento acíclico dirigido. Sin embargo, se necesitarán nuevas investigaciones en la red principal para demostrar que IOTA sigue siendo una tecnología energéticamente eficiente.

Esta prueba es importante ya que los cambios en su protocolo darán lugar a IOTA V2. Recientemente, la investigación de IOTA completó un análisis detallado de IOTA V2 para demostrar que la tecnología sigue siendo eficiente energéticamente. El equipo publicó un informe con sus conclusiones para demostrar que la tecnología IOTA sigue siendo eficiente desde el punto de vista energético.

El estudio

El equipo utilizó el prototipo de software del nodo GoShimmer para analizar la IOTA V2 sin coordinador.

Realizamos varias pruebas en un ordenador portátil de bajo consumo (la Raspberry Pi 4B) para determinar la tasa de consumo de energía de una red GoShimmer privada.

El análisis muestra que se necesita menos energía para alimentar una transacción del protocolo IOTA V2, que está a punto de salir al mercado, que para encender una luz de Navidad por segundo. Este resultado es uno de los descubrimientos al analizar el prototipo de IOTA V2 para determinar su eficiencia energética.

Una parte importante del resultado de la investigación es la mejora significativa del consumo de energía necesario para emitir un mensaje en GoShimmer. El equipo obtuvo este resultado mediante la simulación del PoW como método de protección contra el spam de la red bajo el algoritmo de control de la congestión de IOTA (ICCA).

Los resultados de las pruebas de GoShimmer revelan que 0,00678 julios es el consumo de energía de una transacción de datos por nodo con una actividad de red de 50 mps. *MPS representa mensajes por segundo. Un julio es el equivalente a un vatio-segundo.

Esta cantidad es la energía utilizada para encender la luz de un árbol de Navidad durante un segundo. Además, la caída de un tomate desde una altura de aproximadamente un metro supone un julio de ganancia de energía cinética. La siguiente tabla compara los dos datos de consumo de energía primaria al hacer funcionar un LED de 1W durante un segundo.

Figura 1. Tabla que compara los datos de consumo energético de GoShimmer.

Al comparar las métricas de energía por mensaje y por nodo, es importante tener en cuenta la energía que consume el dispositivo de hardware. Recuerde que los nodos se ejecutan en este dispositivo. Se requiere un consumo de energía del hardware antes de poder procesar un mensaje. Utilizando la tabla anterior, la Raspberry Pi es el dispositivo de hardware, y consume un poco más de 2W, lo que todavía está en el lado bajo.

Nuestros cálculos enfatizan que el prototipo IOTA V2 consume menos energía. Nuestros cálculos asumieron que nuestra red IOTA consiste en 450 nodos Raspberry Pi con una carga de red constante de 50mps. Nuestros resultados muestran que la tasa de consumo de energía anual sería del 43,30%. Esta es la tasa de consumo anual de energía para un residente medio alemán.

Figura 2. Cuadro comparativo de GoShimmer con la tasa de consumo per cápita.

También es importante señalar que la tasa de consumo de energía anual de esta hipotética red es de 204,5 TWh. Esta cantidad es sólo el 0,000009 por ciento de la tasa de consumo de energía de la red Bitcoin por año. La última actualización de Chrysalis hizo que el protocolo IOTA fuera más eficiente energéticamente. Después de la actualización de Chrysalis, el equipo también realizó varias pruebas para confirmar que IOTA V2 mantendrá su eficiencia energética.

Una de las pruebas fue una IOTA V2 sin PoW. Los resultados de la prueba indican que 0,00678 julios es el consumo de energía necesario para procesar una transacción de datos de 50mps de rendimiento. En cambio, emitir una transacción con PoW en Chrysalis requerirá un 99,83 por ciento más de energía que la estimada anteriormente.

La última actualización de IOTA (la actualización de Chrysalis) consume 4.025 julios para una sola transacción. La siguiente tabla compara el consumo de energía por mensaje entre GoShimmer y Chrysalis con y sin PoW.

Figura 3. Tabla de comparación para los puntos de referencia del consumo de energía por mensaje.

Basándonos en los datos de la tabla anterior, hay una disminución significativa en el consumo de energía para emitir una transacción en Chrysalis con PoW en comparación con GoShimmer. Sin embargo, la columna de Chrysalis sin PoW muestra que el procesamiento de mensajes en GoShimmer consume mayores cantidades de energía.

Los nuevos componentes de GoShimmer, como los módulos relacionados con el consenso, son la principal razón de este aumento en los niveles de consumo de energía. Hasta ahora, para lograr el consenso en la red Chrysalis era necesario el mensaje de hito del Coordinador que hacía referencia a la solicitud de consenso.

Desde que el GoShimmer ya no contiene el Coordinador, los procesos se han vuelto más complejos; por lo tanto, requieren más energía. Es importante señalar que esta comparación, que indica una disminución significativa del consumo de energía, es importante para las redes más pequeñas.

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Sin embargo, el consumo de energía en GoShimmer será mayor que en Chrysalis para las redes grandes. Es incluso más pronunciado debido a la dificultad actual del PoW. Supongamos que hay 100 nodos en una red. Un mensaje de un nodo requerirá que los nodos receptores procesen el mensaje 99 veces.

En consecuencia, el procesamiento de un mensaje en redes más grandes consume más energía, anulando así la disminución de energía necesaria para emitir dicho mensaje. Además del tamaño de la red, el dispositivo de hardware también contribuye a la energía total que consume una red.

Es importante señalar que los servidores de los proveedores de centros de datos se utilizan para ejecutar la mayoría de los nodos de la red principal de IOTA. Nosotros utilizamos ordenadores Raspberry Pi de bajo consumo para hacer funcionar los nodos de nuestra red de ejemplo.

Por lo tanto, los lectores deben tener en cuenta que la investigación pretende analizar la tasa de consumo de energía de la IOTA V2. El equipo comparó la red GoShimmer con una red Chrysalis bajo parámetros similares para determinar el efecto de la eficiencia del consumo energético en el consumo total de energía.

Figura 4. Comparación del consumo de energía entre GoShimmer y Chrysalis.

El gráfico anterior indica que el consumo de energía entre dos redes con 450 nodos y 50mps de rendimiento es el mismo. Este resultado demuestra lo que se ha comentado anteriormente. Cuando se emite un mensaje en redes más grandes, la teoría de la eficiencia del consumo de energía tiene poca importancia.

Este resultado es una gran noticia. Demuestra que GoShimmer y Chrysalis consumen cantidades de energía similares a pesar de que la introducción de nuevos componentes de protocolo en GoShimmer ha aumentado su complejidad. Además, no hay actualizaciones recientes del código del prototipo de GoShimmer. Sin embargo, sí se han producido actualizaciones recientes en el software del nodo de la red principal de Chrysalis.

Por lo tanto, existe la posibilidad de una mayor eficiencia energética en la solución IOTA V2. Además, los ataques de spam en la red podrían empujar a los desarrolladores a aumentar la dificultad del PoW en Chrysalis. Si esto ocurre, el nivel de consumo de energía aumentará.

En general, el resultado de la investigación es una buena noticia. Los valores del número de nodos y de la actividad de la red en la red IOTA de ejemplo y en la red principal IOTA actual son similares. Además, los desarrolladores aún pueden optimizar GoShimmer para mejorar su eficiencia, ya que se trata de un prototipo de investigación. Por tanto, hay motivos para ser positivos sobre el futuro de IOTA en cuanto a su consumo de energía.

Una DLT respetuosa con el medio ambiente

Los resultados de la investigación demuestran que nadie tiene que preocuparse por si la blockchain u otras DLT tienen un impacto negativo en el medio ambiente. No es raro que la gente se preocupe por los protocolos de mecanismos de consenso PoW. Diversos datos demuestran que estos protocolos construidos con PoW consumen enormes cantidades de energía y generan grandes cantidades de residuos, por lo que perjudican al medio ambiente.

Los crecientes índices de cambio climático obligan a las autoridades a evaluar continuamente las invenciones tecnológicas que afectan a la vida humana, especialmente las DLT. «Nuestra investigación demuestra que IOTA V2 no tiene ningún efecto adverso sobre el medio ambiente, ya que consume poca energía».

Esta investigación demuestra además que existen algunas DLT para soluciones de sostenibilidad digital que pueden ayudar a las autoridades a alcanzar sus objetivos de clima limpio. Por ejemplo, la fundación IOTA cuenta con socios de todo el mundo. La fundación recauda fondos a través de ellos para investigar y desarrollar tecnologías útiles para diversos fines.

Ejemplos notables de este tipo de productos son el MRV digital y la tubería de información logística comercial (TLIP). Estas tecnologías deben consumir poca energía, ya que forman parte de las soluciones digitales para la sostenibilidad con el fin de alcanzar los objetivos de un medio ambiente limpio. De ahí que el protocolo IOTA sea la mejor opción para lograr este objetivo. Es sencillo y eficiente energéticamente.

Posibles mejoras en el futuro

La IOTA V2 es una prueba de que el bajo consumo de energía de la IOTA la hace respetuosa con el medio ambiente. Las DLT deben ser transparentes en cuanto a los datos de consumo de energía. Así, los reguladores y los inversores podrán tomar mejores decisiones sobre este sector. El informe añade: «esperamos inspirar a otros proyectos para que sigan nuestro ejemplo realizando y compartiendo el perfil de consumo energético de sus protocolos.»

Otras investigaciones sobre la tecnología IOTA permitirán conocer mejor su efecto en el medio ambiente. Otros investigadores son bienvenidos a realizar sus estudios sobre el consumo de energía de IOTA V2.

Otros aspectos de la investigación pueden incluir el consumo de energía de la red principal de IOTA. Otros protocolos se beneficiarían de estas comparaciones. Además, algunos investigadores pueden centrarse en las actualizaciones continuas sobre GoShimmer y sus tasas de consumo de energía, especialmente después de la próxima actualización del mismo. El informe completo de esta investigación está disponible aquí.

 

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