米国上院の最新公聴会：マイニングは公共の電力消費に影響を及ぼし、ブロックチェーンは電力網のセキュリティ問題を解決できるか？

Bianewsは、米上院エネルギー・新エネルギー委員会が現地時間8月21日にブロックチェーンや類似技術のエネルギー効率、エネルギー業界におけるこうした技術のサイバーセキュリティの可能性について公聴会を開催したと報じた。

米国国立研究イノベーション連盟会長ロバート・カーン氏、パシフィック・ノースウェスト国立研究所エネルギー環境局サイバーセキュリティ・技術グループ主任ポール・スケア氏、電力研究所技術革新プロジェクトマネージャートーマス・ゴールデン氏、アメリカエネルギーウェブ財団マネージングディレクタークレア・ヘンリー氏、プリンストン大学コンピューターサイエンス准教授アルビンド・ナラヤナン氏が会議に出席し、意見を述べた。

公聴会では、ブロックチェーンと関連技術の応用、およびエネルギー業界でこれらの技術を使用することによるサイバーセキュリティの可能性について聴取および議論されました。ブロックチェーンとその関連技術がエネルギー インフラに大きな影響を与えるかどうか、またエネルギー インフラのセキュリティを確保する上でブロックチェーンがサイバーセキュリティにどのような利点をもたらす可能性があるかを検討します。

ブロックチェーンのエネルギー効率問題

公聴会で上院議員らは、新たな仮想通貨マイニングプールは地域のエネルギー需要を増大させ、公共事業会社に圧力をかけ、電力網に損害を与える可能性があると示唆した。さらに、これによりサプライヤーの顧客にとってコストが増加する可能性もあります。

パネリストらは、インフラ問題を解決する第一歩として、電力会社はまずこれらの企業への電力供給の問題について地域社会と話し合うべきだと述べた。しかし、エネルギー問題は、ビットコインなどのブロックチェーンアプリケーションの規模に影響を与える重要な問題であり続けています。

別の議員は、PoWに代わるものを見つけることが問題を解決する方法になるかもしれないと述べ、どちらも大量の電力を必要とするものの、プルーフ・オブ・ワークとプルーフ・オブ・オーソリティのアルゴリズムを利用する方がエネルギー効率が良く、大量の電力を必要とせずにブロックチェーンを拡張するための実行可能な代替手段となる可能性があると指摘した。

しかし、ゲストの中には、マイニングがエネルギーに与える影響は主にメディアで報道されており、暗号通貨マイニングの影響に関する定量的な研究はほとんどないと述べた人もいました。彼は、暗号通貨業界が米国の電力網に与える潜在的な長期的影響を理解するためには、暗号通貨の需要の弾力性を理解する必要があると考えている。

ブロックチェーンは電力網のセキュリティ問題を解決できるか？

公聴会で議論された重要な問題として、ブロックチェーンのセキュリティが議論のテーマとなった。公聴会の出席者の中には、ブロックチェーンはエネルギーシステムにおけるサイバーセキュリティのリスクに対処する可能性を秘めており、エネルギーネットワークのセキュリティに対処するための技術的ツールの1つとして考えられると述べた人もいた。

しかし、一部のゲストは、ブロックチェーン自体はシステムのセキュリティを保証するものではなく、デジタル形式で記録されたイベントの信頼できる記録を提供することを目的としているとの見解も表明しました。ユーザーの信頼を得られるかどうかは技術的な問題ではなく、ユーザーの主観的な選択と信念の問題です。

同氏は、人々は他のあらゆる保護的かつ安全な手段についても真剣に検討すべきだとしながらも、人々がデジタルオブジェクトに信頼を寄せる場合、それは認証のためであれコンテンツの隠蔽のためであれ、強力な暗号化の適用に基づくものであると指摘した。

以下は、Bianews が要約した公聴会の要点の記録です。

鉱業の電力需要は地元の電力会社に大きな圧力をかけている

リサ・マーコウスキー

上院議員、上院エネルギー天然資源委員会委員長

鉱業には大量の電力が必要であり、鉱夫たちは電気料金が最も安い場所に集まります。夜間の電力需要の増加は地元の電力会社に大きな負担をかけ、電力網に影響を及ぼすだろう。この新しいエリアを支えるためにどれくらいの期間電気が必要になるでしょうか?これにより、サプライヤーの顧客にとってコストが増加する可能性もあります。

暗号通貨のエネルギーコストが高いため、一般市民はエネルギーコストについて疑問を抱くかもしれません。たとえば、「私や私の家族はブロックチェーンやビットコインの恩恵を受けるわけではないかもしれませんが、私の利子でこのインフラの費用を賄えるのか知りたいのです」などです。解決策は、PoW の代替手段を見つけることです。現在、いくつかの地域では対応が始まっています。ニューヨーク州は最近、市営の公共事業体に対し、暗号通貨の採掘者に対して他の消費者よりも高い公共料金を請求することを認可した。ケベック州は、暗号通貨のマイナーに対し、電力入札と、雇用と投資の形でコミュニティへの影響を定量化することを義務付けている。

一方、電力会社は、ブロックチェーンを安全なエネルギー取引プラットフォームを通じて消費者の関与とグリッド効率を高める手段と見ています。プエルトリコは、より回復力のある方法で再建するためのマイクログリッドに焦点を当て、ブロックチェーン技術を使用してマイクログリッドを運営する企業間で電力を取引するというコンセプトを研究しています。

採掘電力の割合が増加している

ブロックチェーンはクリーンエネルギー経済に大きな可能性を秘めている

マリア・キャントウェル

民主党上院議員、上院エネルギー天然資源委員会筆頭委員

ビットコインはブロックチェーンの重要なアプリケーションであり、ビットコインのマイニングは関連する政府規制部門にとって重要な問題です。

エネルギー分野では、ブロックチェーンによってピアツーピア取引が可能になり、電力消費者はブロックチェーン アプリケーションを通じて特定のエネルギー供給者から直接エネルギーを購入できるようになります。

しかし、ブロックチェーンは政府のエネルギー機関に他の課題ももたらします。最近ビットコインのマイニングが人気を集めており、マイニングに使用される電力の割合が増加しています。ビットコイン取引所の電力消費量は、オランダの家庭の1ヶ月の電力消費量に相当します。これは政府の公共事業が直面している大きな問題でもあります。

しかし、ブロックチェーンには他にも優れた用途があります。既存のエネルギーおよび電力システムのネットワークセキュリティを確保し、クリーンエネルギー企業の発展を促進することができます。ますます多くのクリーンエネルギー企業がブロックチェーン アプリケーションを使用しています。

ブロックチェーンはクリーンエネルギー経済において大きな可能性を示しています。ブロックチェーンの最も基本的な機能は、独立したすべてのコンピューターがデジタル取引の機密記録管理に参加することで、権力の集中化の問題を解決し、データ漏洩のリスクを軽減することです。

暗号通貨業界が電力網に与える影響を理解するには、暗号通貨の需要弾力性を理解する必要がある。

ブロックチェーンは、エネルギーシステムのセキュリティを確保するために開発する必要があるツールの1つです。

ポール・スケア

パシフィック・ノースウェスト国立研究所、エネルギー・環境局、サイバーセキュリティおよびテクノロジーチームリーダー

拡大する暗号通貨マイニングコミュニティの規模とそれが米国の電力網に与える影響についてはメディアで広く報道されているが、暗号通貨マイニングの影響に関する定量的な研究はほとんど行われていない。

ニュース報道や逸話的な報告からわかっているのは、いくつかの公益事業会社が予想外の負荷を調査するためにやって来て、住宅や商業施設で暗号通貨をマイニングするコンピューターラックの列を発見したということだけだ。

暗号通貨の需要の弾力性を理解することは、暗号通貨業界が米国の電力網に与える潜在的な長期的影響を理解するために不可欠です。

米国の電力網は、大規模な発電所と受動的なエネルギー負荷から、分散型エネルギー生成リソースの増加とより能動的な「スマート」負荷を伴う、より動的な電力網へと急速に変化しています。再生可能エネルギーが電力網上で増加し、一部の古い大型発電機が廃止されるにつれて、AC 電力システムの信頼性の高い動作に不可欠な発電機の慣性が圧迫されるようになります。

ブロックチェーン技術は、トランザクション特性を持つエネルギー供給システム (EDS) のセキュリティ保護に潜在力を発揮します。ブロックチェーン技術を通じてグリッドデバイスを識別、制御、保護する能力を向上させることで、コスト、遅延、相互運用性、規模の問題を増加させることなく、リアルタイムのエネルギー運用のセキュリティと信頼性を向上させることができます。

ブロックチェーンは、より効率的で分散化されたエネルギー取引を促進するのに適していますが、これらの特性はいくつかの潜在的な課題ももたらします。たとえば、ビットコインの障害はアプリケーション層に集中しており、ユーザーがトランザクションやデータ コンテンツに署名するために必要な秘密鍵を紛失すると、ビットコインが盗まれたり紛失したりする可能性があります。

もう一つの例としては、ブロックチェーンに不要なデータが保存されている場合、変更することが困難になるということです。変更を加えるには、合意に達するためにノードの 51% を制御または侵害するという別の方法が必要になる場合があります。

ビッグデータ管理ブロックチェーンの課題は、ある時点でブロックチェーンが保存されているデータの量に圧倒される可能性があることです。したがって、ブロックチェーンに保存されるデータの総量を最小限に抑えるために、データが効率的な形式で保存されるようにすることが重要です。

エンドポイントセキュリティもあります。ソリューションのブロックチェーンの側面がどれほど安全であっても、エンドポイント (ブロックチェーン テクノロジーの両端にあるソリューションの部分) は他のソフトウェアと同様に脆弱性の影響を受けます。

ブロックチェーン技術をデジタルサービスに統合し、同時にグリッドの「セキュリティ強化」を図るには、高性能コンピューティング、分析、ディープラーニング、制御理論といった基礎科学技術ツールを活用して、ネットワーク、データ、グリッド制御システムのより回復力の高いシステム設計を開発する必要があります。これにより、システムは避けられない攻撃に対してより適切に防御し、最終的には迅速に回復できるようになります。

グリッドサイバーセキュリティにおける基礎科学、応用技術、官民パートナーシップへの DOE の投資は、米国の電力システムとその関連インフラストラクチャに対する効果的で包括的な国家サイバー対策戦略の重要な要素です。

電力網の安全確保は、さまざまな戦略と新しいテクノロジーを必要とする長期的な取り組みであり、ブロックチェーンは、エネルギーシステムの安全確保という目標を達成するための取り組みで開発しなければならないツールの 1 つにすぎません。

電力会社と地域社会は、企業への電力供給を暗号化することを検討すべきである。

ビットコインのエネルギー消費はビットコインのスケーリングを妨げる

トーマス・ゴールデン

電力研究所 技術革新プロジェクトマネージャー

エネルギー相互作用は、価値に基づくグリッド信頼性の決定を考慮しながら、経済または市場ベースの構造を使用して電力システム内の電気の生成、消費、またはフローを管理する技術として定義されます。これらの決定は経済取引に似ている場合もあれば、文字通り経済取引である場合もあります。

ブロックチェーンはエネルギー相互作用を促進するものとして考えられています。ブロックチェーン分野のイノベーションによりブロックチェーンの機能は急速に拡大していますが、ブロックチェーン対応テクノロジーを配電・送電ネットワークに導入することに関連する標準、スケーラビリティ、エネルギー使用量、潜在的な投資収益率に関する問題が残っています。

あらゆるエネルギー相互作用システムの課題は、取引を可能にするために、さまざまなデバイス間、および消費者、マイクログリッド、フィーダー、配電システム オペレーター、送電システム オペレーターなど、グリッドの多くのレベルを通じて動作する必要があることです。

これらの取引は、顧客と公益事業会社の間だけでなく、希望する買い手と売り手（プロシューマー）の間でも行われます。ブロックチェーンは、この課題を解決し、上記のような問題に対処するためのプラットフォームを提供できる可能性があります。

デバイスの種類に関係なく、市場構造が標準化されていれば、デバイスはブロックチェーンを使用して市場と価格/エネルギーデータを交換できるだけで十分です。エネルギー分野では、クロスモビリティやモビリティ（たとえば、電気自動車の支払いプラットフォーム）をサポートするブロックチェーンの能力にほぼすべての注目が集まっています。

しかし、現在は規制上の障壁により顧客とその地域の公益事業会社との取引が制限されているほか、コスト、投資収益率、必要な機器の性能など、インフラの利用に関する問題もあります。

従来のスマートメーターと同様に、地理やトポロジの違いは、必要な通信ネットワークの設計に影響します。このようなインタラクティブな計測は、ブロードバンド接続が普及しているニューヨーク市中心部では実現可能かもしれませんが、電力線搬送 (PLC) や断続的な通信に制限されることが多い農村地域では実現できない可能性があります。

電力会社は、インフラ問題への取り組みの第一歩として、まずこれらの企業への電力供給の問題について地域社会と話し合うべきだ。しかし、一部の地域で電力網を強化したとしても十分ではないだろう。ビットコインのエネルギー使用量がスケーリングを妨げるのではないかと懸念されている。

PoSとPoAアルゴリズムはPoWに代わるもので、よりエネルギー効率が高い

クレア・ヘンリー

エネルギーウェブ財団エグゼクティブディレクター

ブロックチェーンはエネルギー市場をより効率的かつオープンにする可能性を秘めています。しかし、克服すべきハードルはまだ残っており、米国は課題に立ち向かい、エネルギー分野におけるブロックチェーンの価値を確立する必要がある。

ビットコインやイーサリアムなどの初期のブロックチェーンはエネルギーを大量に消費しますが、開発後期にはどちらよりもエネルギー消費がはるかに少ない代替手段が登場しました。ビットコインや類似のネットワークのエネルギー消費は対処が必要な重大な問題であり、ビットコインや類似のネットワークの拡張を妨げる可能性があることが業界にとって明らかになっています。

ビットコインの人気が高まるにつれて、そのエネルギー使用量も増加します。ビットコインの世界的な電力消費量は年間1TWhから32TWhの間で増加していると推定されており、1TWhはアメリカの約9万世帯の年間電力消費量、32TWhはデンマークの年間電力消費量に相当します。ビットコインの取引 1 回あたり、平均的なアメリカの家庭が 1 週間に消費する電力と同じ量の電力が消費されます。

これはビットコインだけの話で、ブロックチェーンのアプリケーションは何百もあります。ビットコインへの移行には時間がかかるかもしれませんが、既存のネットワークがプルーフ・オブ・ステークのサポートをやめ、新しいネットワークが PoS と PoA を使い始めると、業界全体のエネルギー使用量は減少するでしょう。 PoS と PoA も多くの電力を必要としますが、比較するとアルゴリズムははるかにエネルギー効率が高く、ブロックチェーンを拡張するための実行可能な代替手段として機能する可能性があります。

Energy Web Foundation は、2019 年に稼働予定のブロックチェーン ネットワークの認定機関テスト ネットワークを運営しています。ブロックチェーンのデモンストレーションと専門知識に関しては、ヨーロッパは米国よりはるかに進んでいます。さらなる研究開発資金がなければ、この技術が急速に進歩する中で米国は遅れをとる可能性がある。

ブロックチェーンはエネルギーネットワークのセキュリティを解決する技術の一つである

アルヴィンド・ナラヤナン

プリンストン大学コンピュータサイエンス准教授

暗号通貨のマイニングはゼロサムゲームです。つまり、特定の暗号通貨のマイニングから単位時間あたりに得られる総収益は固定されています。ビットコインの場合、10分ごとに約12.5 BTCになります。

市場参加者がプラットフォームが 1 つの企業によって管理されることに抵抗を感じる場合、中央集権型の取引所よりもブロックチェーン ベースのマーケットプレイスの方が魅力的かもしれません。

ブロックチェーンにより、例えば屋上の太陽光発電の余剰電力を売買するなど、消費者が「ピアツーピア」方式で互いに直接電力を取引することが可能になる。しかし、ピアツーピア取引には、実際の電力の流れを最終的に制御する公益事業会社の協力が依然として必要です。

エネルギーの消費と生成を制御するスマート コントラクトは、ブロックチェーン テクノロジーとはほとんど独立して動作できます。さらに、エネルギー取引はエネルギー消費の自動制御と組み合わせることもできます。

しかし、実際には、ブロックチェーンのアプリケーションは主張されているメリットを十分に得られないことがよくあります。ある程度の中央集権的な規制なしに新しいブロックチェーンを開発することは困難であり、技術開発者は必然的に結果として得られるプラットフォームを制御する大きな能力を持つことになります。

ブロックチェーンは、あらゆる種類の既存および新規のエネルギー市場をサポートする可能性を秘めています。現在、これらのアプリケーションの多くは投機的なものであり、ブロックチェーン技術はそれらを可能にする 1 つの方法に過ぎず、潜在的な利点と欠点の両方を伴います。

サイバーセキュリティに関しては、ブロックチェーンはエネルギーシステムにおけるサイバーセキュリティのリスクに対処する可能性を秘めており、政策立案者はエネルギーのサイバーセキュリティに対処するためのいくつかの可能な技術ツールの1つとしてブロックチェーンを検討すべきです。

ブロックチェーンはデジタルオブジェクトを実装するための特別な方法に過ぎない

信頼を築く必要はない

ロバート・カーン

元米国大統領科学技術顧問、「インターネットの父」、米国国立研究イノベーション協会会長

暗号通貨は、今日ブロックチェーンコンセプトの最も人気のある分野です。ブロックチェーン自体はシステムのセキュリティを保証するものではありませんが、デジタル形式で記録されたイベントの信頼できる記録を提供することを目的としています。

結局のところ、デジタルの世界で最強の保護は、その中で使用される暗号化です。コンピュータの性能が上がるにつれて、かつては暗号的に十分強力であると考えられていたデータを再暗号化する必要が生じる可能性があります。

ブロックチェーン技術が信頼を提供するのは、強力な暗号化を使用しているからではなく、ブロックチェーンが複数の分散システムとさまざまな組織に関係しているため、任意のブロックまたはブロックのサブセットへの変更を簡単に判断できるためです。このアプローチには、多くのシステム、大量のデータ ストレージ、およびそれらの記録をかなり長い期間維持する機能が必要です。

ブロックチェーンを構築するこの方法は、信頼を確立するために必須ではありません。信頼を築くのに同様に効果的な方法は他にありますか?これは技術や事実の問題ではなく、主観的な信念の問題です。

ブロックチェーン技術は、デジタルオブジェクトを実装するための特別な方法にすぎません。しかし、人々は他のあらゆる保護的かつ安全な手段についても真剣に検討し、エネルギーシステムが安全であり、混乱することはないということを信頼すべきです。

そして、人々がデジタル オブジェクトに対して得る信頼は、認証のためであれコンテンツの隠蔽のためであれ、強力な暗号化の適用に基づくものになります。短期的には、すべてのアプリケーションに万能のアプローチを採用することはできません。意思決定の焦点は、選択されたアプローチの全体的な効率性にも置かれる必要があります。

ビアニュース概要

上院エネルギー天然資源委員会が開催した公聴会では、明確な結論には至らなかったものの、エネルギーネットワークのセキュリティ分野におけるブロックチェーン暗号化技術の応用可能性を基本的に肯定する一方で、無視できず解決が必要なエネルギー効率の問題を指摘した。

最後に、委員会のマーコウスキー委員長は、この公聴会は委員会メンバーにとって教育的なものであり、また、支援を必要とするより多くの人々にとって貴重な参考資料となる可能性があると指摘した。