Cos'è il Trilemma Blockchain?

Dal lancio di Bitcoin nel 2009, la tecnologia blockchain ha dimostrato di avere il potenziale per rivoluzionare il mondo, con nuovi casi d'uso scoperti di giorno in giorno. Tuttavia, la tecnologia blockchain è ancora agli inizi e deve superare diverse sfide prima della sua ampia adozione.

Ciò ha portato Vitalik Buterin a creare il concetto di "trilemma blockchain" come un modo per comprendere meglio come queste sfide siano correlate tra loro riunendole sotto un termine ombrello. Ma qual è il trilemma blockchain? È davvero un trilemma? E, può essere risolto?

Il trilemma della blockchain spiegato

Anche se la tecnologia blockchain continua a rivoluzionare quasi tutti i settori con cui entra in contatto, anche Visa ha acquistato un CryptoPunk per quasi $ 150.000 in ether, il modo stesso in cui sono strutturate le reti decentralizzate le presenta uniche sfide. Soprattutto se confrontato con le strutture centralizzate.

Il teorema della CAP

Già alla fine degli anni '90, lo scienziato informatico Eric Brewer ha sviluppato il cosiddetto teorema CAP per comprendere meglio quale sia probabilmente la sua principale sfida.

Il teorema CAP sostiene che è impossibile, o almeno molto difficile, per un archivio di dati distribuito, incluso blockchain: per fornire contemporaneamente tutte e tre le seguenti garanzie: consistenza, disponibilità e partizione tolleranza; da qui il nome, teorema CAP.

Invece, il teorema postula che gli archivi di dati distribuiti debbano scendere a compromessi; sacrificare almeno una garanzia per mantenere le altre due.

Il Trilemma Blockchain

Poiché gli archivi di dati distribuiti hanno trovato un nuovo caso d'uso e si sono evoluti in registri pubblici decentralizzati con l'arrivo di Bitcoin, così anche il teorema CAP si è evoluto in quella che oggi conosciamo come blockchain trilemma.

Nel contesto delle moderne blockchain, il trilemma sostiene che mentre la blockchain ideale dovrebbe essere decentralizzata, sicura e scalabile, in realtà possono essere solo due su tre. Questo rappresenta quella che è probabilmente la principale sfida che le blockchain devono superare prima dell'adozione diffusa della tecnologia.

Gli elementi del Trilemma Blockchain

Decentramento

Il decentramento ha a che fare con il numero di nodi (computer) che gestiscono la blockchain. La natura decentralizzata dell'infrastruttura di una blockchain è di fondamentale importanza qui, poiché la principale svolta di Bitcoin è stata la risoluzione del problema della doppia spesa senza un'entità centrale; qualcosa che è considerato un problema banale in ambienti centralizzati.

Sebbene a prima vista il decentramento sembri probabilmente il meno significativo di tutti e tre gli elementi, dobbiamo tenere presente che quando era Bitcoin lanciato, l'intera idea alla base della creazione di una criptovaluta era quella di offrire un'opzione decentralizzata e più democratica all'attuale finanza fortemente centralizzata sistema.

Sicurezza

La sicurezza ha a che fare con la codifica e, cosa molto importante, i meccanismi di consenso (prova di lavoro vs. prova della posta in gioco). I meccanismi di consenso si riferiscono a quanti dei nodi di rete devono confermare una transazione prima che sia definitiva e come questi nodi vengono premiati.

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Scalabilità

Infine, la scalabilità si riferisce alla capacità di una blockchain di mantenere una performance desiderabile in velocità delle transazioni a fronte di una rete in crescita e di un numero di transazioni sempre più elevato al secondo.

È qui che sorge il problema. Al momento del lancio di Bitcoin, Satoshi Nakamoto è stato costretto a compromettere la capacità di Bitcoin di scalare in modo efficiente a favore del decentramento e della sicurezza. Tuttavia, ottenere una blockchain scalabile è l'unico modo per competere con le reti centralizzate molto più veloci.

Il Trilemma Blockchain è davvero un Trilemma?

È importante notare che, sebbene il trilemma blockchain rappresenti una sfida per la tecnologia adozione diffusa, non esiste una legge effettiva che impedisca il raggiungimento di tutti e tre gli aspetti contemporaneamente.

Invece, il trilemma blockchain è stato formulato come un modo per concettualizzare e comprendere meglio il sfide che devono affrontare lo sviluppo e l'adozione della tecnologia blockchain e il modo in cui si correlano a ciascuno Altro.

In effetti, gli sviluppatori stanno lavorando duramente sui modi per superare il trilemma della blockchain, e ce ne sono già alcune proposte e idee su come affrontare il “trilemma” che hanno avuto almeno un certo successo. Tuttavia, è giusto dire che, sebbene siano stati compiuti progressi, il trilemma presenta ancora una sfida; per non dire che non può essere risolto.

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In che modo gli sviluppatori pianificano di risolvere il trilemma della blockchain?

Gli sviluppatori hanno adottato approcci diversi per risolvere il problema, con alcuni che favoriscono modifiche dirette al rete blockchain (soluzioni di livello 1) mentre alcuni altri optano per l'esecuzione di un'altra rete in cima alla blockchain principale (livello 2 soluzioni). Ethereum, ad esempio, ha introdotto Proof-of-Stake come soluzione di livello 1 mentre Bitcoin ha introdotto Lightning Network come soluzione di livello 2.

Soluzioni di livello 1

• Miglioramento dei meccanismi di consenso: Bitcoin, una delle blockchain più popolari in circolazione, ha utilizzato Proof-of-Work come protocollo di consenso sin dal suo lancio. E, sebbene sicuro e decentralizzato, è lento; Bitcoin, ad esempio, può raggiungere solo un throughput di transazione di 7 TPS. Per superare questo muro, alcune blockchain, incluso Ethereum 2.0, stanno passando a un meccanismo di consenso Proof-of-Stake. PoS determina lo stato di un nodo in base alla loro partecipazione nella blockchain, invece di richiedere ai nodi di utilizzare la potenza di calcolo, per risolvere algoritmi crittografici.
• Sharding: questa soluzione consiste nel suddividere le transazioni in "shard" più piccoli. Questi vengono quindi elaborati contemporaneamente in parallelo tra loro dalla blockchain, consentendogli di funzionare su più transazioni contemporaneamente. Inoltre, i nodi non devono contenere una copia di ogni blocco dalla genesi; invece, queste informazioni vengono suddivise e archiviate da nodi diversi.

Soluzioni di livello 2

• Blockchain nidificate: in questo tipo di sistema, la blockchain principale, o mainchain, stabilisce le regole per il intera rete, mentre non è prevista la partecipazione ad alcuna operazione se non per la necessità di risolvere una controversia sorge. Esistono diversi livelli di blockchain costruiti uno sopra l'altro e collegati tramite una connessione a catena genitore-figlio. I delegati della catena madre lavorano tra i suoi figli, questi eseguono le azioni e inviano il risultato alla catena principale, riducendo il carico di lavoro e aumentando la scalabilità.
• Canali di stato: creano una comunicazione bidirezionale tra una blockchain e i canali transazionali off-chain. I canali di stato non richiedono la verifica del nodo per convalidare le transazioni; invece, questa risorsa fuori catena sigilla le transazioni utilizzando contratti intelligenti. Quando le transazioni vengono completate su un canale di stato, lo stato finale del "canale" e tutte le sue transazioni vengono aggiunti alla blockchain sottostante. Il Lightning Network di Bitcoin è un esempio di canale statale.

Il Trilemma Blockchain può essere risolto?

Le blockchain hanno ereditato molte delle sfide presenti negli archivi di dati distribuiti, da cui si sono evolute le blockchain. Queste sfide sono state concettualizzate sotto il termine generico "trilemma blockchain" nel tentativo di comprendere meglio tali sfide e come sono correlate.

Sebbene il termine "trilemma" sia rimasto bloccato, il trilemma blockchain è in realtà solo una congettura; un'ipotesi sospettata di essere vera a causa di prove preliminari a sostegno, ma per la quale non è stata ancora trovata alcuna prova o confutazione. Ciò significa che c'è ancora molta ricerca da fare, con le soluzioni di livello 1 e livello 2 che hanno già avuto un certo livello di successo.

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