Bitcoin transaktionsavgifter - ekonomiska belöningar för att lägga till vissa poster i en blockchain före andra - håll kryptovalutan fungerande, men kan hota dess långsiktiga livskraft och bidra till dess energislöseri, enligt en första studie i sitt slag från Cornell-forskare.

Eftersom bitcoin har vuxit under de senaste 10 åren, användare måste vänta längre på att deras transaktioner ska läggas till blockkedjan - en ständigt uppdaterad lista över poster som distribueras mellan ett nätverk av datorer. Denna fördröjning sporrade uppkomsten av avgifter, som användare betalar för att flytta till huvudlinjen.

"Bitcoin fungerar nu i huvudsak hur marknader fungerar, för om du vill att något ska hända snabbare, du måste betala för det, " sa Maureen O"Hara, Robert W. Purcell professor i finans och professor i ekonomi vid Samuel Curtis Johnson Graduate School of Management och senior författare till "From Mining to Markets:The Evolution of Bitcoin Transaction Fees, " som publicerades i oktober i Journal of Financial Economics .

"Transaktionsavgifter är inte en del av det ursprungliga systemet – de har bara utvecklats, "O" sa Hara. "Ett system som är designat av en datavetare för säkerhetsproblem kanske inte är väldesignat för att handla på marknaderna, så utvecklingen av avgifter är faktiskt en bra sak. Men det skapade också alla möjliga problem."

Även om avgifterna hjälper vissa affärer att behandlas snabbare, kostnaden kan göra de flesta transaktioner opraktiska, O" sa Hara. Till exempel, att använda bitcoin för att köpa en $4 latte på Starbucks, du kan behöva antingen vänta flera timmar på att köpet ska gå igenom eller betala 5 USD för att påskynda det.

"En av de största utmaningarna för bitcoin har varit att avgifterna är för höga för att det ska kunna användas som ett enkelt transaktionskonto, och det tar för lång tid, "O" sa Hara. "Antalet bitcoin-transaktioner som kan läggas till vid en given tidpunkt är storleksordningar mindre än, säga, Visa-kort."

Tidningen var medförfattare av David Easley, Scarborough professor i samhällsvetenskap vid College of Arts and Sciences, och Soumya Basu, doktorand i datavetenskap.

Bitcoin designades 2008 av en pseudonym programmerare, Satoshi Nakamoto, som en decentraliserad digital valuta som förlitar sig på peer-to-peer-interaktioner, snarare än en bank eller finansiell institution. Det var tänkt att vara korruptionssäkert, eftersom alla transaktioner är verifierbara av vem som helst i nätverket.

Användare som kallas gruvarbetare löser komplicerade matematiska problem för att lägga till poster i ett block; den första gruvarbetaren att lösa problemet betalas i bitcoin för att slutföra transaktionen. I bitcoins tidiga år, gruvarbetare tävlade om att lägga till transaktioner och de lades till snabbt.

I dag, mer än 17 miljoner bitcoins är i omlopp, med 100, 000 företag som accepterar betalningar i bitcoin. Men av säkerhetsskäl är storleken på varje block begränsad, och allt eftersom kryptovalutan har växt, volymen transaktioner överträffade gruvarbetarnas förmåga att snabbt lägga till dem. Transaktionsavgifter dök upp som ett sätt att påskynda processen.

O"Hara jämförde avgifterna med en parad där en åskådare står för att få en bättre överblick – vilket får alla andra åskådare att stå, för.

"Om alla står upp, du ser inte bättre än när du satte dig, " sa hon. "Och om alla betalar en transaktionsavgift nu, då kan du hamna i samma situation som du var i tidigare — avgifterna blev höga och du får vänta ändå."

Ett annat problem med eftersläpningen av transaktioner är mängden energi som den kräver. Blockkedjor är ökända konsumenter av makt – att köra bitcoin under ett enda år använder samma mängd energi som hela Schweiz. De matematiska problemen gruvarbetare löser för att lägga till transaktioner i blocket använder enorma mängder datorkraft, och när flera gruvarbetare tävlar om att lösa samma problem, kraft är bortkastad.

"Bara en gruvarbetare får betalt, men alla andra använder enorma mängder el, "O" sa Hara. "Och med fler avgifter, gruvdrift blir mer lönsam, vilket sedan får fler gruvarbetare att komma in, som då drar mer el."

I studien, forskarna utvecklade en ny ekonomisk modell för att utforska orsakerna bakom ökningen av transaktionsavgifter och deras inverkan på bitcoins ekosystem. De testade sedan sin modells resultat med data som beskrev alla bitcointransaktioner och valideringar mellan 2009 och april 2017.