Una Nuova Ricerca per la Decentralizzazione, Parte I: Aspetti Tecnici

Mentre la maggior parte delle conversazioni attive oggi nello spazio riguardano l'adozione più ampia della tecnologia blockchain (che spesso significa
vendere a Wall St.) e la competizione con sistemi come Visa e Mastercard (che spesso significa rinunciare alla
decentralizzazione o introdurre assunzioni di sicurezza poco chiare in nome dell'efficienza), c'è l'evidente bisogno di
rivedere le radici del movimento delle criptovalute, che riguardano principalmente la decentralizzazione. Molte domande devono essere risposte in modo chiaro qui. È
ok quando il 90% della potenza di mining in Bitcoin può riunirsi in una stanza?
È ok quando 2 o 3 pool di mining controllano la maggior parte della potenza di hashing, quindi possono fare censura? È ok quando quasi tutti
i nuovi nodi evitano di elaborare una blockchain dal suo blocco genesi? È ok quando gli sviluppatori di una moneta Proof-of-Work stanno
facendo un hard-fork cambiando l'algoritmo di consenso per renderlo di nuovo compatibile con le GPU? Possiamo riassumere tutti i problemi con
la decentralizzazione? Possiamo coprire la maggior parte dei problemi con mezzi tecnici?

La decentralizzazione riguarda molti problemi che si trovano in molti campi, di tipo tecnico, sociale e ibrido. I ricercatori e
sviluppatori stanno cercando di trovare soluzioni tecniche, preferibilmente, eleganti ed efficienti. Tuttavia, per molti problemi
queste soluzioni non sono conosciute, quindi sono necessarie anche soluzioni sociali.

In questo articolo coprirò solo gli aspetti tecnici della decentralizzazione, vale a dire, la decentralizzazione del mining e
decentralizzazione della verifica.

Decentralizzazione del Mining

Le due maggiori preoccupazioni riguardo la decentralizzazione del mining sono l'hardware specializzato (come gli ASIC) e i pool centralizzati.

Con gli ASIC, un grande attore capace di investire abbastanza denaro in R&D può ottenere un vantaggio sleale da hardware
privatamente posseduto ed efficiente. In linea di principio, per qualsiasi tipo di attività computazionale è sempre possibile sviluppare
hardware specializzato che performa meglio delle unità di calcolo di consumo, come CPU e GPU. Tuttavia, per diversi
task computazionali gli sforzi di R&D e il possibile risultato potrebbero variare molto. Il ragionamento dietro la ricerca di un perfetto (o
abbastanza vicino al perfetto) potrebbe essere piuttosto complesso (vedi ad esempio il documento Equihash lungo 30 pagine).

Per la maggior parte delle criptovalute Proof-of-Work (inclusi Bitcoin, Ethereum, ZCash), da 2 a 4 pool di mining centralizzati
controllano la maggior parte della potenza di mining. Questo potrebbe significare facile censura o frontrunning su applicazioni (ad esempio,
riordinamento degli ordini di scambio), poiché nei pool centralizzati solo il pool decide il candidato al blocco su cui lavorare.
Come possibile risultato, schemi di mining non esternalizzabili possono prevenire la formazione di pool centralizzati. Solo Ergo Platform è nota per aver implementato uno schema di Proof-of-Work pratico non esternalizzabile (basato su un presunto problema di memoria più difficile dal documento Equihash) chiamato Autolykos.

Come esempio in cui i problemi di decentralizzazione sociale si incontrano con la decentralizzazione del mining, a volte gli sviluppatori di
Proof-of-Work introducono hard-fork per rendere di nuovo un algoritmo Proof-of-Work compatibile con le GPU una volta che gli ASIC stanno per
dominare nel mercato del mining per la moneta, tuttavia, non è sempre chiaro perché un'attività totalmente legittima venga vietata
e perché gli sviluppatori (insieme ad alcuni utenti) possano fare hard-fork per questo particolare motivo.

Decentralizzazione della Verifica

La decentralizzazione della verifica riguarda la possibilità di controllare la validità della storia della blockchain. Tale controllo fornisce
fiducia che nulla di male (cioè non conforme a un protocollo) sia stato iniettato nella blockchain e quindi dà a un utente
il diritto di rifiutare una catena malevola anche se ha assorbito più lavoro delle alternative. Ci sono stati molti discorsi su
questo diritto nella comunità Bitcoin quando era parzialmente caldo riguardo l'idea di User-Activated Soft Fork (UASF), e
l'articolo recente "Chi protegge Bitcoin?" riassume bene questo modo di pensare.

Se la verifica può essere effettuata in un tempo ragionevole solo da un'entità in grado di spendere milioni per affittare un datacenter,
è ovvio che una rete non è decentralizzata. Idealmente, dovrebbe essere possibile controllare l'integrità dell'intera blockchain
su hardware di consumo, come un laptop decente.

Tuttavia, le nuove blockchain tendono anche ad assorbire sempre più funzionalità, e non arrivano gratis. Quindi il
grande tema nella comunità di ricerca riguarda come rendere possibile controllare l'integrità dell'intera blockchain
con blocchi potati o stato del sistema (o entrambi) sotto assunzioni plausibili. Le soluzioni possibili qui riguardano il bootstrap
istantanea dello stato e il suffisso della blockchain sopra di esso (popolare nei client del protocollo Ethereum, e formalizzato in un documento accademico), client senza stato (parzialmente senza stato, come implementato in Ergo Platform o completamente senza stato che esistono attualmente solo in documenti di ricerca).