Cos'è la scalabilità nella Blockchain? Una spiegazione semplice

Poiché sempre più individui e organizzazioni utilizzano la tecnologia blockchain, la scalabilità è diventata più importante. Probabilmente ti sei imbattuto in questo termine, forse, come il problema più grande del settore delle criptovalute.

Ma cosa significa esattamente “scalabilità”, soprattutto per quanto riguarda la tecnologia blockchain, e perché è così importante?

Cos’è la scalabilità della Blockchain?

"Scalabilità" si riferisce alla capacità di un sistema o processo di continuare a funzionare nonostante i cambiamenti di volume o scala. Allo stesso modo, la scalabilità della blockchain si riferisce alla capacità di un protocollo blockchain di continuare a funzionare in modo ottimale, senza aumentare i costi, quando ci sono più transazioni, dati e utenti.

suggerisce Vitalik Buterin [PDF] che i protocolli blockchain si sforzano di essere decentralizzati, sicuri e scalabili, ma raggiungono solo due di queste proprietà. E la caratteristica più comunemente sacrificata è la scalabilità.

Quando una blockchain non è scalabile, elabora le transazioni lentamente, il che può portare a una congestione della rete (arretrati di pagamenti) e a commissioni più elevate. Nel frattempo, una blockchain scalabile può gestire un volume elevato di transazioni al secondo (TPS) senza un calo sicurezza, esperienza utente e tariffe, o processo decisionale (raggiungendo un consenso con una vasta rete di peer-to-peer attori).

Tre parametri chiave determinano la scalabilità di un protocollo blockchain:

1. Latenza: Il tempo necessario per trasmettere le transazioni ai nodi della rete e raccogliere le loro risposte per raggiungere un consenso influisce sulla scalabilità. Una latenza inferiore si traduce in una rete più scalabile.
2. Portata: La scalabilità di un protocollo blockchain dipende anche dal numero di transazioni che può elaborare al secondo. Un throughput più elevato si traduce in una rete più scalabile.
3. Costo: Le risorse (potenza di calcolo, larghezza di banda, ecc.) necessarie per eseguire una blockchain ne determinano la scalabilità. Maggiori risorse significherebbero incentivi di rete più elevati, soprattutto per un numero maggiore di partecipanti alla rete. Se gli incentivi non sono commisurati al costo di partecipazione, potrebbero non esserci partecipanti alla rete.

La maggior parte dei protocolli blockchain più recenti come Solana sono più scalabili rispetto ai protocolli più vecchi come Bitcoin; tuttavia, in genere raggiungono questo obiettivo al prezzo di un sistema di sicurezza più debole o di una maggiore centralizzazione.

Affinché le blockchain possano supportare enormi economie e basi di utenti, devono essere scalabili. Le persone non adotteranno i protocolli blockchain se sono lenti e costosi, soprattutto perché esistono opzioni tradizionali veloci ed economiche. Ad esempio, è più veloce ed economico utilizzare VISA per pagare la pizza piuttosto che utilizzare Bitcoin. Da qui l’importanza della scalabilità della blockchain.

3 metodi chiave per scalare la Blockchain

Diversi protocolli blockchain hanno implementato numerose tecniche per migliorare la latenza, il throughput e i costi senza sacrificare la sicurezza e la decentralizzazione. Tuttavia, nessuna soluzione è stata in grado di risolvere il trilemma della blockchain, soprattutto perché molti di essi sacrificano il decentramento o la sicurezza.

Di conseguenza, i protocolli blockchain utilizzano in genere più soluzioni per migliorare la scalabilità della blockchain.

Queste tecniche possono essere classificate in tre ampie soluzioni.

1. Soluzioni di livello 1

In questo caso, l’obiettivo è migliorare la rete blockchain primaria per gestire le transazioni usurate. Ciò può includere soluzioni come ingrandire i blocchi, ridurre i tempi di transazione o raccogliere più rapidamente le risposte per ottenere il consenso.

Le soluzioni di livello 1 sono implementate sulla catena, concentrandosi sul miglioramento del protocollo blockchain principale senza coinvolgere alcun framework secondario. In genere, questi miglioramenti vengono apportati utilizzando un fork della blockchain.

Ad esempio, Testimone segregato attivato da Bitcoin (SegWit) attraverso un soft fork nel 2017. Questa modifica ha aumentato i limiti delle dimensioni dei blocchi del protocollo e l'efficienza delle transazioni. Nello stesso anno, un hard fork portò alla creazione di Bitcoin Contanti (BCH), una blockchain alternativa con blocchi di dimensioni maggiori, tempi di transazione più brevi e commissioni di transazione inferiori.

Anche la blockchain di Ethereum ha completato un hard fork nel 2022. Ciò ha portato alla transizione dell'algoritmo di consenso del protocollo da prova del lavoro alla prova della posta in gioco. È stata la prima fase nell'introduzione dello sharding, which Buterin ci crede amplierà ulteriormente la rete.

Sharding della blockchain è una soluzione di livello 1, sebbene non richieda un fork. Si tratta invece di dividere la rete in partizioni più piccole, i frammenti, per espandersi e migliorare l’elaborazione delle transazioni. Mentre Ethereum cerca di implementare lo sharding nel 2023, la blockchain di Zilliqa ha già quattro frammenti, riducendo i tempi di transazione, riducendo le commissioni di transazione e migliorando la soddisfazione degli utenti.

2. Soluzioni di livello 2

A differenza delle soluzioni Layer 1 implementate sul protocollo blockchain principale, le soluzioni Layer 2 aumentano la scalabilità della blockchain spostando alcune transazioni o processi fuori catena. Si tratta di strutture secondarie (canali statali e rollup) costruite sulla base del protocollo blockchain principale per gestire maggiori volumi di transazioni.

• Canali statali: Con un canale statale, due o più parti possono effettuare transazioni rapidamente, fuori catena, pur consentendo che la definitività della transazione venga stabilita sulla catena. Ad esempio, La rete fulminea opera sulla blockchain di Bitcoin e consente transazioni Bitcoin al di fuori della blockchain principale. Con l’aiuto dei contratti intelligenti, le transazioni vengono sigillate. Quindi, la transazione e la sua finalità vengono aggiunte alla blockchain primaria, consentendo la risoluzione delle controversie e la chiusura del canale. Un altro esempio di canale statale è la rete Raiden costruita su Ethereum.
• Rollup: Nel frattempo, i rollup, ad esempio Ottimisti o a conoscenza zero, eseguono transazioni off-chain e poi inviare i dati della transazione o la prova di validità al protocollo blockchain principale, dove si otterrà il consenso raggiunto. Loopring e Aztec sono buoni esempi di rollup a conoscenza zero, mentre Arbitrium One e ottimismo sono esempi di rollup ottimistici.

Inoltre ce ne sono altri differenze tra blockchain di livello 1 e livello 2.

3. Nuove catene

È possibile creare diverse forme di nuove catene – catene laterali, catene del plasma e catene Validium – per favorire un’elaborazione efficiente delle transazioni. Ad esempio, Polygon è una sidechain di Ethereum con specifiche personalizzate per soddisfare esigenze specifiche, ma trae comunque vantaggio e fa affidamento sulle solide basi di Ethereum.

Anche se queste soluzioni vengono talvolta definite soluzioni di livello 2, sono piuttosto distinte. Le soluzioni di livello 2 sono estensioni della loro controparte di livello 1 e in genere funzionano in linea con la blockchain principale. Tuttavia, le sidechain, le catene del plasma e le catene Validium sono blockchain più indipendenti con connessioni alla loro controparte di livello 1. Di solito si assumono la responsabilità della propria sicurezza, degli algoritmi di consenso o dei parametri di blocco.

Nessuna scalabilità Blockchain, nessuna adozione di massa

La tecnologia Blockchain ha il potenziale per cambiare il mondo come lo conosciamo. Tuttavia, il mondo non cambierà se la scalabilità resta un limite perché non ci sarà un’adozione di massa.

Dalla digitalizzazione degli asset alle aziende che utilizzano la tecnologia blockchain per ottimizzare i processi, il futuro è brillante per la tecnologia blockchain se può scalare in modo sostenibile senza sacrificare la decentralizzazione e sicurezza.