Ergo & Blockchain: Scalabilità e Adozione

In questo episodio della serie Ergo & Blockchain, esamineremo vari aspetti della scalabilità e perché sono cruciali per l'adozione delle criptovalute. Dall'introduzione dei contratti intelligenti nelle blockchain, l'industria ha assistito a problemi relativi alla crescita esponenziale per lo stoccaggio, i requisiti dei nodi e l'aumento delle commissioni di transazione. Questi problemi hanno creato barriere all'ingresso per nuove persone, spesso a causa delle elevate commissioni di transazione. Ci sono poche opzioni per ridurre la congestione e aumentare il throughput, sia attraverso l'aggiornamento dell'hardware e l'uso di più energia, sia rendendo l'infrastruttura sottostante più efficiente.

Scalabilità Verticale

La scalabilità verticale è il modo più semplice per aumentare la scalabilità di una rete. In questo modello, la scalabilità viene aumentata aggiornando l'hardware computazionale e utilizzando più energia. Non c'è sviluppo software perché l'aumento della larghezza di banda si basa sulla potenza bruta. Ecco perché c'è un limite a questo tipo di sviluppo: le spese aumentano man mano che la rete cresce. 

Quando si guarda alle blockchain, la scalabilità verticale significa che i nodi validatori hanno requisiti hardware elevati. Inevitabilmente, questo causa centralizzazione solo quando grandi attori con server potenti partecipano al consenso della rete. In questo caso, una blockchain può facilmente raggiungere migliaia di valori di transazione al secondo (TPS). Questo tipo di blockchain rappresenterebbe una rete con solo un paio di nodi che rappresentano l'intero consenso.

Supponiamo che solo un pugno di validatori stia proteggendo la rete. In questo caso, la rete può essere chiamata blockchain come servizio (BaaS), il che significa che un terzo fornisce un servizio cloud per distribuire applicazioni decentralizzate. Il problema con questo modello è che la rete contiene punti di fallimento centralizzati. Pertanto, solo i fornitori di servizi possono mantenere il meccanismo di consenso e può essere difficile per i nuovi partecipanti unirsi al consenso.

Scalabilità Orizzontale

La scalabilità orizzontale indica che le risorse esistenti (es. hardware ed energia) non vengono alterate, ma la capacità della rete di utilizzare le risorse viene aumentata. Ci sono costi più elevati (almeno a breve termine) per questo sviluppo, poiché richiede più risorse umane, più ricerca e più tempo senza la promessa di ritorni immediati. Tuttavia, i progressi tecnologici possono essere uno sviluppo collaborativo e una forza che alimenta ulteriori ricerche. Seguendo quel percorso, i ritorni possono aumentare esponenzialmente nel tempo.

Oltre a ridurre i costi computazionali a lungo termine, un altro vantaggio di questo tipo di scalabilità è la capacità di diminuire i punti di fallimento centralizzati. Poiché la rete si basa meno sui supercomputer, più attori possono possedere la rete e la blockchain può diventare più decentralizzata. Detto ciò, spetta sempre agli individui decidere se vogliono utilizzare soluzioni esistenti o supportare nuovi progressi.

Adozione delle Criptovalute

È una certezza che le blockchain devono scalare per accogliere l'adozione di massa. Come accennato sopra, ciò può essere ottenuto utilizzando server più potenti o utilizzando unità più piccole in modo più efficace. Per l'adozione di massa delle criptovalute, le blockchain devono gestire un numero vasto di transazioni, inclusi micropagamenti e contratti di firma semplici.

Le soluzioni di scalabilità di Layer 2 sono contratti intelligenti che facilitano i trasferimenti blockchain riducendo i costi e i tempi di elaborazione. Le soluzioni di Layer 2 sono anche chiamate soluzioni off-chain perché i trasferimenti e le interazioni non avvengono sulla blockchain principale. Invece, gli utenti interagiscono con un livello separato collegato alla blockchain principale. Per utilizzare la scalabilità di Layer 2, è necessario prima trasferire gli asset dalla catena principale al protocollo off-chain.

Soluzioni di Layer 2

Lightning Network: Le soluzioni di Layer 2 hanno anche nodi validatori, quindi la loro sicurezza non è sempre legata esclusivamente alla catena principale. Ad esempio, Lightning Network è una soluzione di scalabilità per Bitcoin e ha anche i propri nodi che convalidano le transazioni. Non ci sono ricompense per il mining per ospitare un nodo Lightning Network, quindi il reddito dell'operatore del nodo si basa esclusivamente sulle commissioni di transazione.

Plasma Chains: Questo è un approccio ibrido (applicato da Polygon) che utilizza un livello di consenso proof-of-stake (PoS) sopra Ethereum. Questa side-chain parallela, basata sul design delle plasma chains, è una catena a costo inferiore che si basa sugli stakeholder per garantire la rete. Poiché i token di staking interagiscono con la catena principale, il modello utilizza una parte della sicurezza di Ethereum e una parte della propria all'interno del consenso PoS. Quando gli utenti mettono in staking i loro token, delegano il consenso a un operatore di validazione, noto come fornitori di server fidati e sicuri.

ZK-Rollups: Utilizzando zkSNARKs (argomenti di conoscenza zero concisi e non interattivi), possono ridurre il carico sulla rete consentendo che le transazioni vengano elaborate in grandi lotti. La sicurezza delle transazioni si basa direttamente sulla catena principale protetta aggiungendo prove matematiche per convalidare le transazioni. Tuttavia, è relativamente più difficile rispetto agli approcci ibridi implementare tutte le funzionalità della mainnet con piena sicurezza. Vari progetti stanno sviluppando il proprio approccio per implementare zkSNARKs.

Optimistic Rollups: Optimistic Rollups funzionano in modo leggermente diverso rispetto a plasma e zkSNARK in termini di sicurezza del layer. Gli optimistic rollups calcolano le transazioni su una catena compatibile con EVM parallela chiamata Optimistic Virtual Machine (OVM) e comunicano con la catena principale. Il modello è chiamato ottimista perché si basa sul principio del Fraud-Proof, dove gli aggregatori non verificano attivamente il layer 2 ma intervengono in caso di una disputa di frode. 

State Channels: Infine, un modello chiamato state channels è un tipo di modello di firma peer-to-peer e il design può essere utilizzato anche come canali di pagamento per scopi semplici. Il problema, tuttavia, è che gli state channels sono contratti preimpostati per i quali i partecipanti sono definiti al lancio. Ogni volta che un nuovo partecipante desidera utilizzare il canale, è necessaria la creazione di un nuovo contratto. In cambio, c'è una maggiore privacy e sicurezza ma poca o nessuna flessibilità per un sistema aperto. I membri della ricerca di IOHK hanno pubblicato un nuovo modello chiamato Hydra: Isomorphic State Channels che introduce canali di stato multi-party utilizzando sia calcoli on-chain che off-chain alimentati dal design eUTXO.

NIPoPoWs: Non-interactive proofs of proof of work è un termine generalizzato che si riferisce a client leggeri e side-chains. I client leggeri, che consistono in nodi leggeri e portafogli leggeri, sono client efficienti che non hanno bisogno di mantenere l'intera blockchain per verificare le transazioni e abilitare portafogli mobili efficienti e un avvio più rapido dei miner. I client possono interagire tra loro utilizzando solo le intestazioni dei blocchi, riducendo così le risorse computazionali. Ergo ha abilitato il supporto NIPoPoW sin dal blocco di genesi e possono essere applicati alla blockchain di Ergo con un velvet fork facile da implementare. I NIPoPoWs possono anche essere implementati per supportare la comunicazione cross-chain PoW e PoS.

Nel prossimo articolo, analizzeremo il tema della Sostenibilità e Crescita delle blockchain. Facendo ciò, daremo un'occhiata alla storia e all'ecosistema attuale; come si sta evolvendo il panorama legale, quali tipi di attori stanno partecipando e quali problemi potremmo aspettarci di incontrare.

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Ergo & Blockchain: Sfera delle Criptovalute

Ergo & Blockchain: Tokenomics e Finanza

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