Risolvere il trilemma della blockchain: decentralizzazione, sicurezza e scalabilità

Bitcoin ed Ethereum sono i progetti più ampiamente riconosciuti del movimento blockchain, che cercano di sostituire il nostro attuale sistema commerciale, finanziario ed economico con uno più decentralizzato e sicuro.

Milioni di persone hanno investito tempo e denaro in queste reti nella convinzione che un giorno cresceranno fino a dominare un mondo digitale decentralizzato.

Tuttavia, nonostante oltre 200 miliardi di dollari di capitalizzazione di mercato combinata, queste reti sono ancora afflitte dal problema fondamentale della scalabilità.

La mancanza di scalabilità mantiene molte blockchain ben finanziate e supportate dalla comunità che operano in modalità beta e alpha. Le loro monete, molte delle quali sono costruite per funzionare come utilità, vengono acquistate principalmente per essere detenute come titoli speculativi perché le basse velocità di transazione impediscono loro di essere scambiate con beni e servizi quotidiani.

Il valore che queste Blockchain “stanno promettendo non può essere realizzato su larga scala a causa di ciò che viene chiamato” Trilemma “.

Blockchain Trilemma

Il “Trilemma di scalabilità” è un termine coniato dal fondatore di Ethereum Vitalik Buterin che affronta il problema di come sviluppare una tecnologia blockchain che offra scalabilità, decentralizzazione e sicurezza, senza compromettere nessuno dei due.

Vitalik crede che a un livello fondamentale, le Blockchain possano ottenere solo 2 di 3 di questi tratti contemporaneamente:

  • Decentramento (definito come il sistema in grado di funzionare in uno scenario in cui ogni partecipante ha accesso solo alle risorse O (c), ovvero un normale laptop o un piccolo VPS)
  • Scalabilità (definito come in grado di elaborare O (n) > O (c) transazioni)
  • Sicurezza (definito come protetto contro gli aggressori con un massimo di O (n) risorse)

Per coloro che non hanno familiarità con la sintassi, C si riferisce alla dimensione delle risorse di calcolo (inclusi calcolo, larghezza di banda e archiviazione) disponibili per ciascun nodo e n si riferisce alla dimensione dell’ecosistema in un certo senso astratto. Partiamo dal presupposto che il carico delle transazioni, le dimensioni dello stato e la capitalizzazione di mercato di una criptovaluta siano tutti proporzionali a n.)

Perché questi componenti sono importanti?

Decentramento

Questo è un componente fondamentale di ciò che significa eseguire il sistema Blockchain. La decentralizzazione consente alle reti di essere prive di autorizzazioni e resistenti alla censura, dando a chiunque il potere di usarle e costruirle.

Il solo decentramento non è scalabile perché i sistemi decentralizzati operano in base al consenso, il che significa che le decisioni (come la verifica delle transazioni) vengono prese da un gruppo di nodi anziché da un singolo nodo.


Le decisioni prese per consenso hanno maggiori probabilità di essere di qualità superiore, mentre le decisioni di un individuo hanno maggiori probabilità di essere veloci e resistenti agli arretrati.

Sicurezza

È solo su una rete decentralizzata che è possibile ottenere l’immutabilità e la massima sicurezza, perché quale posto migliore per archiviare dati sensibili se non su una rete che non ha un singolo punto di errore “centrale”?.

Scalabilità

Questo è l’ultimo e più importante componente, perché senza essere in grado di aumentare la velocità e le dimensioni di una rete Blockchain, non possiamo mai sperare di avere un impatto più di una manciata di persone. Bitcoin ed Ethereum sono riusciti a ottenere una capitalizzazione di mercato combinata di oltre $ 200 miliardi solo grazie alla promessa che un giorno otterranno l’adozione mainstream.

Significa che Bitcoin abbina o supera le 24.000 transazioni di Visa al secondo (a differenza delle sue attuali 7 transazioni al secondo) ed Ethereum diventa la tecnologia alla base delle Dapp più grandi e redditizie.

Passare da una rete avviata a un attore importante sulla scena mondiale richiede che il processo di consenso diventi più veloce ed efficiente senza diventare anche centralizzato o meno sicuro.

Come lo risolviamo?

Esistono molte soluzioni ancora in sviluppo, o attualmente sul mercato, che tentano di risolvere il problema della scalabilità.

Monete alternative

Come accennato, le velocità di transazione di Bitcoin ed Ethereum sono molto lente (rispettivamente circa 7 e 15 transazioni al secondo.

Ci sono un certo numero di altre criptovalute che si potrebbero prendere in considerazione con velocità di trasferimento molto più elevate. Ad esempio, una delle alternative Bitcoin originali era Litecoin. Utilizzando un diverso algoritmo di hashing, le transazioni LTC richiedono circa 56 tps.

Altre criptovalute come Ripple (XRP) e Stellar Lumens (XLM) hanno tempi di transazione rispettivamente di 1.500 tps e 1.000 tps.

Lightning Network (Bitcoin)

La rete fulmini è chiamata soluzione “livello 2”. Il suo scopo principale è estendere la capacità delle Blockchain esistenti in modo che le transazioni possano essere più economiche e più frequenti.

Le transazioni più piccole e meno significative vengono archiviate “fuori catena” e vengono essenzialmente raggruppate e convalidate in modo indipendente da piccole comunità prima di essere rispedite alla Blockchain principale, dove possono essere elaborate come un’unica transazione.

Esempi di offchain Blockchain

Vengono create piccole comunità in cui le transazioni avvengono senza che ciascuna di queste transazioni venga registrata sulla Blockchain principale

Un modo più semplice per pensarlo è come una scheda della spesa, in cui tutti i tuoi acquisti vengono registrati per il mese e, infine, alla fine del mese, il cassiere accetta un unico pagamento per tutte le transazioni effettuate durante il tuo mese di spesa shopping.

Transazione offchain in negozio

Un pagherò della scheda della spesa seguito dal pagamento finale riconosciuto dalla banca.

Queste soluzioni in definitiva significano che potremmo ridurre più transazioni a solo 2 sulla Blockchain principale; uno per aprire la transazione tra la Blockchain principale e l’off-chain e uno per chiuderla;

Chiusura di uno Stato Offchain

Chiusura dello stato offchain. Immagine Fonti

La rete alleggerita è la soluzione di scalabilità più promettente per la blockchain di Bitcoin, che negli ultimi 6 mesi ha subito il numero di transazioni Bitcoin giornaliere da Da 500k a dicembre a 200k a maggio, mentre da allora il costo per transazione è aumentato del 50% 5 febbraio.

Nei mercati finanziari sviluppati, all’aumentare del volume delle transazioni, il costo per transazione dovrebbe diminuire (potremmo vedere questo modello verificarsi su Internet; con l’aumento del numero di utenti, il costo delle transazioni di denaro, informazioni, ecc. È diminuito drasticamente).

Questi sono modelli che la rete Lightening dovrebbe aiutare a replicare Bitcoin.

Plasma (Ethereum)

Creata da Joseph Poon, co-creatore di Buterin e Bitcoin Lightning Network, questa è un’altra soluzione di livello 2 simile alla rete Lightning.

Con Plasma, vengono create “catene figlio” sulla Blockchain di Ethereum (catena principale), con i propri validatori. Quindi un’azienda potrebbe creare una catena di bambini al plasma in cima alla catena principale con gli accordi (o le regole) attraverso un contratto intelligente sulla catena principale.

Le catene di bambini possono generare le proprie catene di bambini, che possono generare le proprie catene di bambini e così via.

Soluzioni di scalabilità

Soluzioni di ridimensionamento – Immagine fonte

Con Plasma potremmo eseguire molte operazioni complesse a livello di child-chain, eseguendo intere applicazioni con molte migliaia di utenti, mentre interagiamo solo occasionalmente con la main-chain di Ethereum. Il risultato finale sarebbe un aumento delle transazioni al secondo e commissioni di transazione inferiori.

Ci sono altre soluzioni che vengono sviluppate contemporaneamente per aiutare con i problemi di ridimensionamento di Ethereum. Uno di questi è Raiden Network, una soluzione di ridimensionamento off-chain creata aprendo canali di pagamento.

L’altra soluzione che viene implementata è Sharding. Questa è la distribuzione dei nodi a determinati gruppi, in modo che i nodi non debbano convalidare l’intera cronologia Blockchain prima di convalidare una nuova transazione.

Un’altra proposta interessante è quella di BloXroute. Questo è presentato nell’immagine sopra ed è un’altra soluzione di scalabilità che consente a tutte le criptovalute e Blockchain di scalare a migliaia di transazioni al secondo (TPS) on-chain, senza modificare il loro protocollo.

Soluzioni incentrate sulla scalabilità

Mentre abbiamo menzionato alcune criptovalute che potrebbero essere utilizzate come alternativa per la loro transazione più rapida, stanno risolvendo solo una parte del Trilemma. Ci sono altre monete che sono state sviluppate specificamente per affrontare la questione del ridimensionamento.

EOS

EOS è un concorrente di Ethereum focalizzato sulla fornitura di un’alternativa più scalabile utilizzando un metodo chiamato “prova di partecipazione delegata”.

Con questo metodo, la rete nomina più “nodi di controllo” come rappresentanti che aiutano a prendere determinate decisioni di alto livello più rapidamente senza interrogare l’intera rete.

Questo è chiaramente un approccio più centralizzato, che passa il controllo a circa 100 testimoni che vengono votati dalla comunità. È facile vedere come un tale sistema possa essere influenzato dalla politica interna e dall’interesse personale (la forza del voto delle persone è determinata dal numero di gettoni che possiedono. Ciò significa che le persone che hanno più gettoni influenzeranno la rete più di chi ne ha pochissimi. gettoni).

Tuttavia, questo (insieme ad altri aggiornamenti del sistema) ha consentito a EOS di eseguire i test dove hanno raggiunto 50.000 tps.

Cosmo

Cosmos mira a diventare un “Internet di Blockchain” che risolva il problema della scalabilità e dell’interoperabilità (la capacità di molte Blockchain di comunicare tra loro).

Con Cosmos, la scalabilità si ottiene attraverso l’approccio verticale e orizzontale:

La scalabilità verticale è l’aggiunta di risorse a un singolo nodo di sistema, come un singolo computer o stazione di rete, che spesso si traduce in CPU o memoria aggiuntive. La scalabilità verticale fornisce più risorse condivise per il sistema operativo e le applicazioni.

La scalabilità orizzontale si ottiene avendo più catene parallele che eseguono la stessa applicazione e gestite da un insieme di validatori comune. Questo (in teoria) rende Blockchain più scalabile consentendo l’esecuzione simultanea di contratti intelligenti e elaborazione delle transazioni.

Conclusione

La scalabilità è un problema che ha molte Blockchain ferocemente in competizione per creare una soluzione che consentirà alla loro rete di raggiungere l’adozione mainstream.

Man mano che queste reti continuano a progredire, potremmo dover porre domande più profonde su come definiamo il decentramento e quanta decentralizzazione è necessaria per soddisfare l’etica di Blockchain mentre si ottiene la scalabilità.

Oggi questo è determinato da casi d’uso specifici, principalmente, se una Blockchain necessita di resistenza alla censura di “grado sovrano” (nel caso di Bitcoin) rispetto a “grado di piattaforma” (nel caso di Ethereum).

Il grado sovrano si riferisce alla necessità di avere decentralizzazione al fine di ottenere una riserva di valore (come Bitcoin) che abbia i più alti livelli di sicurezza e non possa essere manipolata o attaccata dal governo (in altre parole; resistente alla censura del governo).

Il grado di piattaforma si riferisce al fornire agli sviluppatori forti garanzie che nessuno stakeholder centralizzato (come Facebook, Google o Apple) possa alterare le regole su una piattaforma in modi che potrebbero interrompere la loro capacità di continuare a lavorarci.

A seconda della tua prospettiva di sviluppatore che desidera la massima libertà di costruzione o di un detentore di valuta che desidera la massima sicurezza e autonomia da spendere, dovresti solo favorire un livello di decentralizzazione che ti consenta di raggiungere la giusta quantità di resistenza alla censura necessaria.

In definitiva, non credo che nessuna soluzione raggiungerà il perfetto equilibrio tra scalabilità, sicurezza e decentralizzazione. Ciò rende l’evoluzione di questo spazio ancora più interessante mentre osserviamo come ogni rete procede per implementare il proprio approccio unico al Blockchain Trilemma.

Immagine in primo piano tramite Fotolia

Mike Owergreen Administrator
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