Modello UTXO di Ergo: L'evoluzione da Bitcoin a Ergo

Ergo è costruito sul modello UTXO, un modello che Bitcoin ha introdotto per primo. Questo è un modello in cui un totale degli Unspent Transaction Outputs (dati immutabili e di breve durata) vengono creati dopo ogni transazione. È un approccio completamente diverso rispetto agli Account mutabili a lungo termine di Ethereum. Gli Account di Ethereum operano in un contesto condiviso dove ogni Account deve essere controllato - questa necessità può causare svantaggi nell'utilizzo dello spazio di archiviazione. 

L'UTXO è utilizzato dai miner (che sono i validatori della blockchain, o fornitori di consenso) per verificare se una chiave privata unica ha accesso a determinate monete. La privacy e la scalabilità del modello UTXO sono attraenti, tuttavia il design iniziale di Bitcoin rende più difficile implementare contratti intelligenti. Il modello UTXO ha molti vantaggi, eppure è un'area sorprendentemente poco sviluppata rispetto alle applicazioni di contratti intelligenti sul modello degli Account di Ethereum. Il modello UTXO di Ergo, d'altra parte, consente Multi Stage Contracts di fornire operazioni cross-chain a conoscenza zero attraverso l'implementazione di NIPoPoWs. Il core developer Alex Chepurnoy ha una vasta esperienza con le caratteristiche dell'UTXO e i benefici di sicurezza del PoW, quindi ha concentrato la sua ricerca in quest'area.

Il termine UTXO indica l'importo di criptovaluta rimasto non speso dopo aver speso una certa quantità. In una rete blockchain basata su UTXO, un output di transazione non speso è l'input per la successiva attività di spesa. Pertanto, dopo ogni attività di spesa, viene creato un nuovo UTXO che sarà successivamente utilizzato come input in una nuova attività di spesa. Quindi l'UTXO è utilizzato come input e un nuovo UTXO è creato come output. Questa è la nozione di UTXO spendibili su cui si basa Bitcoin. Tuttavia, il contributo di Ergo ai sistemi basati su UTXO introduce UTXO di sola lettura che abilitano la formazione di catene di transazioni UTXO.

Robert Kornacki (da EMURGO research):

“I sistemi UTXO abilitati per contratti intelligenti hanno un grande potenziale per rivoluzionare i contratti intelligenti nel loro insieme. …… I protocolli di contratti intelligenti basati su UTXO utilizzano modelli di design orientati al percorso di spesa come lineari, ramificati, ricorsivi, esternalizzati e parallelizzati. Questi pongono le basi per gli sviluppatori di dApp per creare contratti intelligenti affidabili e performanti, con modelli di design di livello superiore ancora da scoprire nel prossimo futuro.”

Modello UTXO di Bitcoin

Anche se Bitcoin è il pioniere della valuta decentralizzata, ha alcuni difetti. 

I problemi includono:

Mancanza di completezza di Turing: La completezza di Turing si riferisce ai cicli in un sistema attraverso l'introduzione di dichiarazioni "if". Non è difficile introdurre cicli, tuttavia i cicli possono causare inefficienza di archiviazione a causa della ripetizione infinita del codice sottostante. Bitcoin è realizzato con un design semplice e sicuro. È costruito per servire come sistema di trasferimento di denaro, quindi è stato scelto un sistema non completo di Turing per evitare cicli infiniti durante le verifiche delle transazioni.

Cecità al valore: Un Bitcoin è un Bitcoin, cioè non c'è modo che la rete Bitcoin possa comprendere il valore sottostante di Bitcoin in altre denominazioni. Questo è un ostacolo quando si cerca di collegare i sistemi finanziari tradizionali e decentralizzati in modo senza fiducia, dove sono necessari contratti intelligenti oracle per fornire feed di dati decentralizzati. Prestiti, prestiti e algoritmi di market making automatizzati si basano tutti su dati affidabili per funzionare. Anche se Bitcoin è il pioniere delle criptovalute, manca della capacità di connettere questi sistemi finanziari tradizionali e decentralizzati. 

Mancanza di stato: In Bitcoin, l'UTXO può essere speso o non speso e non supporta contratti con stato; quindi creare qualsiasi altro stato oltre a questo, come limiti di prelievo o ordini di riacquisto, non è possibile. Questo significa che l'UTXO può essere utilizzato solo per costruire contratti semplici e unidirezionali. Contratti più complessi "con stato" come organizzazioni decentralizzate, meta-protocolli o limiti di prelievo non possono essere implementati. La forma binaria e cieca al valore di Bitcoin mancherebbe quindi della capacità di alimentare il futuro della finanza.

Cecità alla blockchain: L'UTXO di Bitcoin è cieco ai dati della blockchain come il nonce (numero utilizzato solo una volta, o codici 2FA) e il precedente hash (un valore specifico di qualsiasi transazione nella blockchain, che è il valore che i miner stanno cercando di definire). Questo limita gravemente le applicazioni per il gioco d'azzardo, la lotteria e categorie simili dove è necessaria casualità all'interno di una blockchain.

Modello UTXO Multi-Stage

I sistemi Extended UTXO abilitano contratti intelligenti completi di Turing. Questa è un'innovazione nuova che consente all'ultima generazione di blockchain di recuperare il modello originale utilizzato da Bitcoin, ma con molta più potenza.

Il Modello Extended UTxO (eUTXO) preserva la struttura di Bitcoin aggiungendo supporto per contratti intelligenti più espressivi. Ergo ha un approccio simile a quello di Cardano con il suo modello Multi-Stage UTXO che introduce catene UTXO. 

I Multi-Stage Contracts forniscono un'estensione al modello UTXO di Bitcoin con computazioni on-chain. Ergo ha implementato input di sola lettura che consentono interazioni attraverso solo gli header dei blocchi. Questo migliora la capacità di Ergo di operare su Livello 3, abilitando computazioni parallele non interattive con l'uso di NIPoPoWs nel modello UTXO. 

L'approccio esteso di Ergo al modello di registro UTXO, dove vengono implementati input di sola lettura e un contesto arricchito completo di Turing, può fornire scalabilità quasi infinita con forti caratteristiche di privacy e sicurezza. Le applicazioni a conoscenza zero come i vault di spesa collettiva su UTXO di Ergo sono più efficienti rispetto a uno stato mutabile condiviso come quello di Ethereum.