Spiegazione del trilemma delle criptovalute: problemi e soluzioni [2023] | BitPay

Le blockchain possono consentire l’archiviazione sicura, senza autorizzazione e decentralizzata delle informazioni e la facilitazione delle transazioni. Ma questi database distribuiti tendono ad affrontare limitazioni in almeno una delle tre aree vitali: sicurezza, scalabilità o decentralizzazione.

Le sfide presentate dal tentativo di bilanciare questi aspetti della tecnologia blockchain sono diventate note come il “trilemma blockchain”.

Ecco spiegato il trilemma blockchain.

Qual è il trilemma della blockchain?

Il trilemma blockchain, un termine la cui coniazione è stata attribuita al co-fondatore di Ethereum Vitalik Buterin, descrive le difficoltà che gli sviluppatori devono affrontare quando creano un'architettura blockchain che sia sicura e scalabile pur rimanendo decentralizzata.

Guarda la blockchain di Bitcoin, per esempio. La rete di Bitcoin è la più sicura al mondo, con a hash rate oltre 460 Exahash al secondo. Nessun computer conosciuto al mondo potrebbe violare la crittografia proof-of-work di Bitcoin. E con migliaia di operatori di nodi indipendenti in tutto il mondo, la rete rimane decentralizzata e quindi più difficile da attaccare.

Ma quando si tratta di transazioni, lo strato base di Bitcoin è difficilmente scalabile. La rete può gestire solo circa 7 transazioni al secondo (TPS).

Qualsiasi metodo per aumentare il tasso del TPS porterebbe a diminuzioni della sicurezza o del decentramento, o di entrambi.

In un modo o nell’altro, tutte le blockchain si trovano ad affrontare uno scenario simile: eccellono in alcune aree mentre non sono all’altezza in altre.

Comprendere i tre pilastri della blockchain

Per comprendere il trilemma blockchain, dobbiamo prima acquisire familiarità con i pilastri fondamentali della tecnologia blockchain, che includono 1) sicurezza, 2) scalabilità e 3) decentralizzazione.

Sicurezza

La sicurezza è della massima importanza quando si parla di blockchain. Se un utente malintenzionato riesce a manipolare il registro, non avrà più integrità e sarà considerato inaffidabile e privo di valore.

La decentralizzazione rende le blockchain sicure rendendole più difficili da attaccare. Smantellare una rete significherebbe smantellare tutti i suoi nodi, o almeno controllarne la maggior parte. Allo stesso tempo, però, garantire la sicurezza può rappresentare una sfida per un sistema privo di un punto centrale di controllo, poiché la protezione non può essere affidata a una singola persona o entità.

Uno dei modi più comuni per attaccare una rete blockchain è attraverso il cosiddetto attacco del 51%. Se qualcuno riesce a prendere il controllo della maggior parte dei nodi di una rete, può alterare il registro. Ciò potrebbe consentire una doppia spesa delle transazioni, la cancellazione di transazioni precedenti o altre manipolazioni dei dati per soddisfare le esigenze dell'aggressore. Ethereum Classic (ETC), la catena originale di Ethereum, ha sofferto attacchi multipli del 51%, per esempio.

Per quanto importante sia la sicurezza, rimane intrecciata con gli altri due aspetti del trilemma della blockchain: scalabilità e decentralizzazione. Il miglioramento della sicurezza spesso porta a una riduzione di questi altri componenti di una blockchain.

Scalabilità

La scalabilità si riferisce alla capacità di una blockchain di gestire un volume elevato di transazioni su larga scala senza influire sulla velocità, sull'efficienza o sulle commissioni. Dato che la maggior parte delle blockchain ha l’ambizione di essere adottata su scala globale, la loro tecnologia deve essere in grado di gestire numeri molto elevati di utenti che inviano molte transazioni. Ma essere scalabili mantenendo gli altri due pilastri della decentralizzazione e della sicurezza può essere difficile da raggiungere.

Considera l'hardware necessario per gli operatori dei nodi blockchain. L'hardware di fascia alta aumenta le prestazioni della rete, migliorando la scalabilità. Tuttavia, impostando standard hardware così elevati, limitiamo chi può unirsi alla rete. Meno partecipanti possono significare un sistema più centralizzato. In sostanza, perseguendo la scalabilità, potremmo scendere a compromessi sulla decentralizzazione.

Proprio come aumentare la sicurezza di una blockchain può ridurne la scalabilità, aumentare la scalabilità può ridurre la sicurezza e la decentralizzazione.

Decentramento

Essere decentralizzati è ciò che rende una blockchain diversa da altri metodi di archiviazione dei dati o di facilitazione delle transazioni. Invece di archiviare tutti i dati su un singolo server e controllarli dai suoi proprietari, le blockchain costituiscono una forma di tecnologia della contabilità distribuita (DLT). I registri distribuiti ospitano i dati in più server in diverse posizioni geografiche. Ciò che distingue le blockchain dalle altre forme di DLT è che i server, o nodi, sono spesso gestiti da individui indipendenti e i dati vengono continuamente archiviati in blocchi che formano una catena con timestamp.

La decentralizzazione può rendere una rete più sicura eliminando ogni singolo vettore di attacco o punto di guasto. Tuttavia, ciò comporta nuove sfide, come il raggiungimento del consenso sulla registrazione dei dati, che può diventare più difficile con l’aumentare del numero di partecipanti, con conseguenti problemi di scalabilità. E quando è facile per gli attori malintenzionati unirsi alla rete e influenzarne le operazioni, la decentralizzazione può trasformarsi in un punto di debolezza anziché in un punto di forza.

Scalabilità

La scalabilità si riferisce alla capacità di una blockchain di gestire un volume elevato di transazioni su larga scala senza influire sulla velocità, sull'efficienza o sulle commissioni. Dato che la maggior parte delle blockchain ha l’ambizione di essere adottata su scala globale, la loro tecnologia deve essere in grado di gestire numeri molto elevati di utenti che inviano molte transazioni. Ma essere scalabili mantenendo gli altri due pilastri della decentralizzazione e della sicurezza può essere difficile da raggiungere.

Considera l'hardware necessario per gli operatori dei nodi blockchain. L'hardware di fascia alta aumenta le prestazioni della rete, migliorando la scalabilità. Tuttavia, impostando standard hardware così elevati, limitiamo chi può unirsi alla rete. Meno partecipanti possono significare un sistema più centralizzato. In sostanza, perseguendo la scalabilità, potremmo scendere a compromessi sulla decentralizzazione.

Proprio come aumentare la sicurezza di una blockchain può ridurne la scalabilità, aumentare la scalabilità può ridurre la sicurezza e la decentralizzazione.

Decentramento

Essere decentralizzati è ciò che rende una blockchain diversa da altri metodi di archiviazione dei dati o di facilitazione delle transazioni. Invece di archiviare tutti i dati su un singolo server e controllarli dai suoi proprietari, le blockchain costituiscono una forma di tecnologia della contabilità distribuita (DLT). I registri distribuiti ospitano i dati in più server in diverse posizioni geografiche. Ciò che distingue le blockchain dalle altre forme di DLT è che i server, o nodi, sono spesso gestiti da individui indipendenti e i dati vengono continuamente archiviati in blocchi che formano una catena con timestamp.

La decentralizzazione può rendere una rete più sicura eliminando ogni singolo vettore di attacco o punto di guasto. Tuttavia, ciò comporta nuove sfide, come il raggiungimento del consenso sulla registrazione dei dati, che può diventare più difficile con l’aumentare del numero di partecipanti, con conseguenti problemi di scalabilità. E quando è facile per gli attori malintenzionati unirsi alla rete e influenzarne le operazioni, la decentralizzazione può trasformarsi in un punto di debolezza anziché in un punto di forza.

Soluzioni attuali e innovazioni

Sono state proposte molte soluzioni per affrontare il trilemma crittografico posto dal bilanciamento di sicurezza, scalabilità e decentralizzazione. La maggior parte di questi tenta di risolvere il problema implementando modifiche a livello di livello 1 (noto anche come livello di base) o utilizzando strumenti sopra il livello di base, noto come livello 2.

Soluzioni di livello 1

Miglioramenti del protocollo di consenso: L'approccio più onnicomprensivo per risolvere il trilemma della blockchain è semplicemente cambiare il file meccanismo di consenso su cui fa affidamento una rete. Ciò può essere fatto, ad esempio, passando da un modello di consenso proof-of-work (PoW) a un modello proof-of-stake (PoS). Invece di fare affidamento sui nodi minatori per elaborare calcoli ad alta intensità energetica per proteggere una rete, le reti PoS richiedono che i nodi di convalida blocchino o “staking” i token per un determinato periodo di tempo. Ethereum ha attraversato questo processo alla fine del 2022, noto come la fusione.

sharding, noto anche come partizionamento orizzontale, è un metodo di gestione del database che prevede la suddivisione dei dati in parti, o frammenti, e l'archiviazione in posizioni diverse. Suddividendo i dati di una blockchain tra diversi nodi, è possibile liberare più spazio per l'elaborazione parallela delle transazioni. In genere, ciascun nodo completo di una blockchain deve archiviare il set di dati dell'intera catena, dal primo blocco di transazioni al più recente. Ma con lo sharding, questo non deve essere il caso.

Suddividere i dati della blockchain in parti più piccole fa sì che ogni nodo sia in grado di elaborare più transazioni, il che significa una maggiore scalabilità.

Soluzioni di livello 2

Molte delle proposte più popolari per risolvere il trilemma blockchain non si verificano sullo strato base delle blockchain, ma piuttosto sulle soluzioni di livello 2. Lavorare sul secondo livello può fornire un modo per aumentare la scalabilità preservando la decentralizzazione e la sicurezza della catena principale, che rimane inalterata.

• Blockchain annidati utilizzare una struttura che prevede una catena principale con diverse catene secondarie. Ciò consente alle catene di funzionare in tandem tra loro. La catena principale si concentra sull'assegnazione di compiti e sul controllo dei parametri, mentre le catene secondarie possono elaborare le transazioni. OMG Plasma è un esempio di livello 2 che utilizza una blockchain nidificata sopra il livello 1 di Ethereum per una maggiore scalabilità.
• Canali di stato fornire ai partecipanti un modo per effettuare transazioni direttamente fuori catena, con il livello base che funge da arbitro finale delle transazioni. Gli utenti aprono un canale fuori catena attraverso l'uso di una transazione multi-firma sulla blockchain. I canali possono quindi essere chiusi, con il regolamento che avviene direttamente sulla catena. Bitcoin's Lightning Network è un esempio di un canale di stato layer-2.
• catene laterali funzionano come blockchain indipendenti che corrono in parallelo allo strato di base. Usano i propri metodi di consenso, che possono consentire una maggiore scalabilità, come accennato in precedenza. Uno svantaggio è che una sidechain non beneficia della sicurezza del suo livello di base, creando potenziali vulnerabilità. Poligono, Polkadot, Cosmos e Avalanche sono alcuni esempi di progetti popolari che utilizzano le sidechain.

Implicazioni per il futuro

Con l’evolversi del panorama crittografico, l’adozione di pagamenti e tecnologie basati su blockchain continuerà a sfondare nel mainstream.

Ethereum layer-2 è già visibile sei volte più transazioni come strato base di Ethereum. Inoltre, da quando BitPay ha aggiunto il supporto per le transazioni Lightning Network, abbiamo visto mensilmente Le transazioni lampo sono quasi triplicate in meno di 10 mesi, mostrando il potenziale delle soluzioni off-chain.

La comunità crittografica rimane incrollabile nel suo tentativo di affrontare il trilemma, cercando una miscela armoniosa di decentralizzazione, scalabilità e sicurezza. Soprattutto nel campo dei pagamenti in criptovaluta, il futuro sembra promettente. Grazie allo sforzo collettivo e all’ingegno, siamo sul punto di rimodellare il paradigma finanziario. Restate sintonizzati, perché il meglio deve ancora venire.

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• Fonte: https://bitpay.com/blog/the-crypto-trilemma/