Ergo & Blockchain: Tecnologia e Innovazione

In questo quarto articolo della serie Ergo & Blockchain, descriveremo la tecnologia blockchain su diversi livelli di infrastruttura. Attualmente, ci sono oltre diecimila criptovalute elencate su CoinGecko, ma solo poche stanno costruendo piattaforme finanziarie decentralizzate innovative. 

L'idea iniziale dietro Bitcoin si basava sulla promessa di un commercio protetto da punti di fallimento centralizzati. 

In questo articolo, spiegheremo tecnologia e innovazione sui tre livelli della blockchain: livello 0, livello 1 e livello 2.

Il livello 0 si riferisce al livello di rete/riferimento della blockchain - chiamato anche livello off-chain. 

Il livello 1 è il livello dei contratti intelligenti così come il livello delle transazioni on-chain. 

Il livello 2 può riferirsi a off-chain, on-chain o una combinazione di entrambi. 

Livello di Rete

Modelli PoW e PoS

Bitcoin ha rivelato una soluzione al problema del generale bizantino introducendo il meccanismo di proof-of-work. In questo modello, i nodi di mining possono convalidare nuove transazioni raggiungendo il consenso. Il modello PoW consente una rete decentralizzata tollerante ai guasti e crea una nuova forma di denaro digitale, nota come criptovaluta. 

Esempi di PoW: Bitcoin, Ergo, Ethereum, Monero, Litecoin, Ravencoin, Digibyte, ZCash

Un'altra soluzione al problema del generale bizantino è stata l'uso della proof-of-stake. In questo modello, i pool di staking forniscono il consenso per applicare le transazioni. Ci sono anche requisiti diversi per operare un pool di staking, come detenere un importo minimo di token e richiedere computer specifici. 

Esempi di PoS: Cardano, Algorand, Cosmos, Polkadot, Solana, Avalanche, Tezos, Waves

PoW e PoS sono due soluzioni note per raggiungere il consenso in una blockchain pubblica. Tuttavia, queste due soluzioni non sono prive di difetti intrinseci: PoW deve evitare la centralizzazione dei pool di miner e PoS deve evitare la centralizzazione dei detentori (coloro che possiedono token staked). Quando si valuta la loro efficienza energetica, il design del protocollo PoS è spesso considerato un'alternativa più ecologica, mentre PoW si basa su quantità maggiori di elettricità per mantenere la rete sicura e operativa.

Ergo ha scelto il modello PoW per due motivi:

• In primo luogo, ha garantito l'esecuzione di un lancio equo (accesso equo a tutte le monete tramite mining). 
• In secondo luogo, sin dall'inizio di Bitcoin, il PoW si è dimostrato un modello di blockchain collaudato e sicuro (vedi: Lindy Effect). L'algoritmo di consenso di Ergo, Autolykos v2, è un modello minerabile con GPU ed è meno esigente in termini di attrezzature di mining con temperature più basse. 

Modelli UTXO e Accounts

Oltre a questi due modelli di consenso, ci sono anche due diversi modelli di disponibilità dei dati noti come i modelli UTXO e Accounts. Nel whitepaper di Bitcoin, l'UTXO non è menzionato. Invece, i ricercatori lo hanno successivamente chiamato modello UTXO perché la somma di tutti gli Unspent Transaction Outputs una tantum rappresenta l'intera blockchain. Il modello Accounts (come descritto nel whitepaper di Ethereum) rappresenta account a lungo termine che crescono continuamente sulla blockchain. 

Ognuno di questi modelli applica una logica unica e diversa. Il modello di Ethereum si basa fortemente su calcoli on-chain, risultando in congestione della rete. Anche Bitcoin ha problemi simili di congestione della rete e entrambi i modelli applicano soluzioni diverse per affrontare questi problemi di scalabilità. Una soluzione diretta (e indesiderata) al problema di scalabilità è limitare il numero di nodi rendendo necessario hardware di alta gamma per eseguire un nodo, ma di conseguenza questo può portare a costruire una blockchain centralizzata.

Seguendo Bitcoin, il modello accounts di Ethereum ha introdotto un design di blockchain più flessibile con capacità di contratti intelligenti. La piattaforma di Ethereum ha offerto la possibilità di produrre altri token su di essa ed è per questo che abbiamo assistito al boom delle ICO diversi anni fa. Idee nuove come NFT, DAO e app DeFi sono nate dalle comunità di Ethereum. La maggior parte delle altre catene ha applicato il design di Ethereum con piccole modifiche ed è per questo che vediamo molte "nuove" catene lanciarsi con compatibilità con la Ethereum Virtual Machine.

Esempi di modello Accounts: Ethereum, Tron, Solana, Avalanche (C Chain), Binance Smart Chain, EOS

Il modello UTXO ha maggiore flessibilità nel suo design off-chain combinando sia calcoli on-chain che off-chain per aumentare la scalabilità della blockchain. Allo stesso modo, l'UTXO esteso (utilizzato da Ergo e Cardano) ha una maggiore componibilità rispetto al modello accounts, rendendo più facile scalare e distribuire dApps in modo efficiente su altre catene. Il modello UTXO ha determinati vantaggi in termini di scalabilità e privacy sfruttando calcoli off-chain e indirizzi UTXO a uso unico.

Esempi di modello UTXO: Cardano, Ergo, Digibyte, Ravencoin, Bitcoin, Komodo, Avalanche (X Chain), Monero, ZCash

Sia i modelli Accounts che UTXO possono implementare diverse soluzioni per l'efficienza della disponibilità dei dati (note come soluzioni Layer 2), come canali di pagamento, side-chains, state-channels, sharding e/o zk-rollups.

Livello Applicativo

Applicazioni Distribuite

Bitcoin manca di un linguaggio Turing completo e non impiega contratti intelligenti complessi. In Ethereum, i contratti intelligenti esistono principalmente on-chain e vengono eseguiti sulla Ethereum Virtual Machine. In Ergo, alcune parti delle dApps sono off-chain e alcune avvengono on-chain. Pertanto, la logica off-chain eUTXO di Ergo consente l'esecuzione di nodi dApp localmente sul computer di un utente e introduce nuovi design per applicazioni distribuite.

Oggi, uno sviluppatore di Ethereum deve possedere un nodo completo che contiene tutti i dati della rete. Lo stato attuale di Ethereum è oltre 340 GB e aumenta a un ritmo massiccio. Gli sviluppatori trovano soluzioni affittando computer virtuali da aziende come AWS o Google Cloud. In cambio, vediamo che solo pochi nodi ospitano tutte le cosiddette app decentralizzate. La logica degli account di Ethereum è più limitata nella distribuzione dello storage di back-end perché tutti i nodi devono essere a conoscenza di tutta la blockchain. Pertanto, il problema dello storage porta continuamente a una blockchain più costosa per gli individui.

Su Ergo, il design eUTXO introduce un modo unico per superare i problemi di sicurezza e scalabilità sul livello applicativo. Gli utenti delle applicazioni saranno in grado di possedere nodi leggeri per partecipare direttamente alla governance di un'applicazione. Introducendo nodi leggeri e client leggeri e creando client veramente senza stato, sviluppatori, miner e utenti possono distribuire la rete con light-bootstrapping e aumentare la collaborazione sulla piattaforma. Per ulteriori informazioni sulla logica off-chain e sul design eUTXO, si prega di consultare questo articolo. 

Privacy Opzionale 

Un altro argomento di dibattito sulle criptovalute è l'anonimato finanziario e la privacy. Gli indirizzi Bitcoin non sono direttamente collegati a identità personali, quindi la rete fornisce agli utenti un livello di pseudo-anonimato. Tuttavia, gli utenti devono fare affidamento su servizi di coin-mixing centralizzati per nascondere le loro transazioni e mantenere la privacy. 

Monero, uno degli esempi più popolari di criptovalute orientate alla privacy, fornisce una criptovaluta completamente privata. Sia gli indirizzi che le transazioni sono private e nessuno può estrarre dettagli sull'attività sulla blockchain. È una criptovaluta altamente privatizzata ma, poiché è completamente anonima, manca della flessibilità per ottenere un'adozione di massa.

La privacy opzionale offre flessibilità tra due estremi. Persone e organizzazioni necessitano di privacy e trasparenza in vari gradi. Ergo, ZCash e Dash sono alcuni dei progetti con funzionalità di privacy opzionale. La privacy opzionale rende più possibile implementare diverse strutture per organizzazioni non profit e a scopo di lucro. 

La privacy opzionale consente di creare strati di trasparenza con sicurezza crittografica e decentralizzata. Questa opzione rende possibile costruire una blockchain pubblica con casi d'uso commerciali - utenti e organizzazioni dovrebbero essere in grado di scegliere il livello di privacy che soddisfa le loro esigenze. Ad esempio, utilizzando ErgoMixers ospitati localmente, gli utenti hanno opzioni di privacy oltre ad altre dApps di Ergo come ErgoDEX. 

Con la privacy opzionale, il grado di privacy sulla blockchain può essere impostato e anche composto con altre applicazioni. La flessibilità e la componibilità della blockchain sono un aspetto incredibilmente importante per ottenere un'adozione di massa.

Oltre ai livelli di rete e applicazione, c'è anche il Livello 2, che include sia componenti off-chain che on-chain come side-chains, state-channels, canali di pagamento o canali privati, sharding, ecc. Il prossimo articolo Ergo & Blockchain: Scalabilità & Adozione, esaminerà più a fondo le reti di Livello 2.

Articoli Precedenti:

Ergo & Blockchain: Sfera delle Criptovalute

Ergo & Blockchain: Tokenomics e Finanza

Ergo & Blockchain: Privacy e Sicurezza