Che Cos’è il Trilemma della Blockchain?

L’inaugurazione della blockchain ha posto le basi per un ecosistema avanzato in cui gli utenti possono effettuare transazioni e creare asset attraverso la rete decentralizzata. La tecnologia blockchain promuove tre concetti primari: decentralizzazione, sicurezza e scalabilità, che guidano i progressi odierni nello spazio delle criptovalute. Questa tecnologia innovativa ci ha permesso di esplorare diverse funzionalità per transare, operare, creare e monetizzare sulla blockchain. Nonostante ciò, è difficile ottimizzare tutte le capacità della blockchain allo stesso tempo.

La tecnologia blockchain deve affrontare un paradosso che le impedisce di raggiungere il suo pieno potenziale. Scopriamo qual è questa sfida della blockchain e se possiamo superarla.

Spiegazione del Trilemma della Blockchain

La blockchain promuove l’idea che le applicazioni e le transazioni possano avvenire senza attendere l’approvazione di una terza parte. Elimina la necessità di un’entità centrale che memorizzi informazioni private e riservate.

Questa idea richiede che le piattaforme blockchain ottimizzino la sicurezza, la decentralizzazione e la scalabilità. Nonostante ciò, la sfida odierna consiste nell’ottimizzare tutte e tre le classi ad alti livelli e allo stesso tempo, cosa che il co-fondatore di Ethereum, Vitalik Buterin, ha chiamato “trilemma della blockchain”.

Secondo la definizione di trilemma, si tratta di una situazione in cui qualcuno deve decidere di fronte a tre alternative. In questo caso, la sfida consiste nell’ottimizzare la decentralizzazione, la scalabilità e la sicurezza allo stesso livello.

Si tratta di un trilemma perché lo sviluppo di un aspetto va a scapito di un altro fattore. Ad esempio, aumentare la scalabilità della blockchain può portare a compromettere la sicurezza, fatto che è concettualmente contrario alle basi della blockchain.

Nel suo ultimo aggiornamento, Ethereum 2.0 ha dichiarato che avrebbe risolto questo paradosso. Nonostante ciò, questa nuova iterazione è ancora in fase di introduzione e non si sa quando e come lo risolverà.

Approfondiamo i tre elementi del trilemma, cosa significa ciascuno di essi per la blockchain e come vi contribuisce.

Scalabilità

Una blockchain scalabile funziona in modo efficiente durante i momenti di picco della rete e può essere utilizzata su più sistemi di protocollo blockchain per supportare diversi casi d’uso.

La scalabilità è una caratteristica fondamentale della blockchain che le permette di funzionare con diverse reti blockchain e offre agli sviluppatori la possibilità di creare e gestire asset digitali, applicazioni finanziarie e applicazioni decentralizzate. 

Le blockchain altamente scalabili consentono agli sviluppatori di lanciare le loro dApp su più piattaforme decentralizzate senza compromettere la funzionalità o l’usabilità.

Nonostante ciò, la scalabilità è oggi un problema critico per la blockchain per quanto riguarda la gestione del throughput delle transazioni, dato il numero di nodi di convalida e di utenti attivi.

Alcune blockchain possono elaborare da 4.000 a 6.000 transazioni al secondo. Nonostante ciò, ciò avviene soprattutto quando sono disponibili diversi nodi per soli 50.000 utenti online. La domanda che ci si pone è: la blockchain sarà in grado di mantenere cifre simili di transazioni al secondo quando servirà milioni di persone?

Se si confronta la rete Bitcoin con le piattaforme di social media convenzionali, Facebook e Twitter ospitano un numero di utenti mensili di gran lunga superiore a quello dei wallet attivi nella blockchain BTC. 

La blockchain BTC aveva 22 milioni di wallet attivi nel 2021, mentre Facebook aveva quasi 3 miliardi di utenti attivi nello stesso anno. Ciò significa che le reti blockchain hanno una lunga strada da percorrere per mantenere alte le prestazioni.

Decentralizzazione

La decentralizzazione è il concetto principale di Web 3.0, che sta guidando molti degli aggiornamenti odierni in materia di blockchain, criptovalute e applicazioni. Le reti decentralizzate implicano che nessuna autorità centrale gestisce o controlla la struttura, ma l’autorità è condivisa tra gli utenti e il controllo è distribuito.

Vediamo come funziona una rete decentralizzata. Si tratta di una struttura senza permessi che permette di effettuare transazioni basate su regole prestabilite senza sistemi centralizzati.

I miner svolgono un ruolo fondamentale in questa rete e sono macchine di calcolo che risolvono equazioni complesse per confermare le transazioni nella blockchain. In exchange, i miner o i nodi di convalida guadagnano commissioni sulle transazioni o, in alcuni casi, token come sistema di ricompensa.

In questo modo, i nodi usufruiscono di uguali poteri grazie ai token e al loro contributo alla rete, fatto che rappresenta un ottimo modo per distribuire equamente la rete nel mondo decentralizzato. Nessuno nella rete decentralizzata può prendere decisioni in modo indipendente. Le decisioni vengono invece votate per raggiungere un consenso.

Nonostante ciò, se una blockchain vuole aumentare la scalabilità, il meccanismo di consenso può richiedere tempo per ottenere il voto di tutti. Pertanto, comporta un aumento del tempo di elaborazione della rete e della congestione.

Inoltre, c’è un problema di sicurezza perché entità malintenzionate possono partecipare al processo di convalida e guidare le decisioni a loro vantaggio.

Sicurezza

La sicurezza è una preoccupazione importante e un aspetto centrale delle reti decentralizzate. Milioni di transazioni avvengono ogni giorno sulla blockchain e, senza un sistema di sicurezza sofisticato, gli hacker possono infiltrarsi e prosciugare i wallet da tutti i loro fondi facilmente. Le principali reti blockchain come Ethereum e Bitcoin hanno solitamente una struttura di sicurezza migliore rispetto alle reti emergenti. Pertanto, è piuttosto difficile violare la loro blockchain.

Il motivo principale per cui gli hacker hanno preso di mira le blockchain è che sono open-source e chiunque può leggere gli hashcode e tracciare le transazioni.

La sicurezza della blockchain sembra funzionare in opposizione ad altri elementi: decentralizzazione e scalabilità. Quando una blockchain è altamente scalabile e lavora con più reti e piattaforme, la sicurezza si occupa di mantenere il sistema coerente senza ulteriori interferenze.

Inoltre, la decentralizzazione implica che il controllo sia affidato ai nodi che convalidano, dove solo i nodi possono prendere decisioni sulle transazioni e su altri aspetti. Nonostante ciò, questo può comportare problemi di sicurezza se i nodi malintenzionati partecipano alla votazione e agiscono in base ai loro interessi.

Pertanto, è fondamentale non compromettere la sicurezza e concentrarsi sullo sviluppo della scalabilità e della decentralizzazione della blockchain tenendo conto dei problemi di sicurezza. In caso contrario, l’intero ecosistema blockchain potrebbe crollare.

Perché si Verifica il Trilemma della Blockchain?

La maggior parte degli sforzi odierni per sviluppare la blockchain si concentra sulla scalabilità, che rende queste reti utilizzabili da molti utenti su più chain e reti mantenendo la coerenza.

Nonostante ciò, le reti blockchain non sono in grado di gestire un aumento massiccio di transazioni al secondo e potrebbero causare un’enorme congestione, destabilizzando la blockchain e indebolendo la sua sicurezza.

Inoltre, una blockchain più scalabile implica un maggior numero di nodi di convalida per rispondere alle crescenti richieste di transazioni. Nonostante ciò, è necessario garantire che tutti i nodi siano sicuri perché un nodo malintenzionato può disturbare l’intera rete e far partire ordini sbagliati.

La sicurezza è talmente fondamentale per la blockchain che non può essere compromessa e un aumento della scalabilità o della decentralizzazione può portare a violazioni della sicurezza.

Pertanto, la sfida consiste nel raggiungere un punto ottimale tra i tre elementi, perché l’aumento di un elemento molto probabilmente andrà a discapito della diminuzione di un altro.

Modi per Risolvere il Trilemma della Blockchain

Non esiste una soluzione chiara a questo problema. Altrimenti, non sarebbe un problema attuale. Nonostante ciò, ci sono stati diversi tentativi e aggiornamenti per risolvere il trilemma della blockchain. Analizzeremo alcuni di questi tentativi e discuteremo il loro ruolo nella risoluzione del trilemma.

Sharding

Sharding significa suddividere la blockchain in parti più piccole e lasciare che ogni sotto-blockchain gestisca le transazioni e le informazioni separatamente. Alla fine, ciascuna sarà in grado di elaborare le transazioni in base al proprio libro mastro. Queste blockchain più piccole, o shard, sono poi collegate tra loro attraverso la mainnet.

Questa implementazione elimina la pressione di una singola blockchain suddividendo le informazioni in pezzi più piccoli assegnati a ogni shard, che funziona separatamente.

Questa soluzione aiuta a scalare la blockchain senza metterne a rischio la sicurezza perché ogni shard funziona in modo indipendente. Inoltre, può rendere le transazioni della blockchain più veloci perché diverse mini-transazioni vengono effettuate simultaneamente invece di essere accodate alla blockchain principale.

Layer 2

Gli sviluppatori sostengono che l’aggiunta di un secondo layer alla blockchain principale può facilitare il processo di transazione. L’introduzione di un secondo layer costruito sopra la rete principale può aiutare a elaborare le informazioni in modo più rapido ed efficiente.

Una layer-2 o side chain è collegata alla mainnet e permette alle informazioni di spostarsi tra due chain. La side chain opera con regole proprie e ha la facoltà di finalizzare le transazioni senza mostrarle alla mainnet.

Successivamente, gli smart contract sono utilizzati per consentire l’interazione tra gli utenti. Questa soluzione potrebbe sembrare simile allo sharding. Nonostante ciò, la layer 2 si concentra sull’aggiunta di un secondo layer di rete alla blockchain principale, mentre lo sharding comporta la rottura della blockchain principale in pezzi più piccoli e la modifica della struttura della mainnet.

Protocollo di Consenso

Molte blockchain stanno cambiando il loro tradizionale protocollo di convalida PoW (proof of work) per passare ad un protocollo di convalida proof of staking (PoS). PoS implica che i nodi convalidanti devono mettere in staking i loro token prima di partecipare al meccanismo di consenso.

Originariamente, il PoW richiedeva macchine potenti – o miner – per eseguire algoritmi complessi e convalidare le transazioni. Nonostante ciò, questo processo richiedeva molto tempo e una notevole quantità di energia.

Pertanto, l’aggiunta di più nodi nel processo di convalida è l’opzione migliore, che garantisce ai nodi di agire in buona fede dal momento che stanno bloccando e facendo staking con i loro token.

Iniziative in Corso per Risolvere il Trilemma della Blockchain

Alcuni tentativi hanno affrontato questo problema introducendo nuovi aggiornamenti alle blockchain esistenti. La principale rete di blockchain, Ethereum, ha iniziato a prendere seri provvedimenti per superare il trilemma con l’ultimo aggiornamento Serenity, o Ethereum 2.0.

Inoltre, il nuovo aggiornamento prevede il passaggio dal meccanismo PoW a PoS, che promette di elaborare 100.000 transazioni al secondo. Nonostante ciò, risolvere il trilemma in questo modo richiederà tempo perché si tratta di un processo a tappe.

Lo sharding era lo scopo principale del nuovo aggiornamento: dividere la blockchain in pezzi più piccoli e migliorare la scalabilità. Nonostante ciò, in seguito Ethereum ha annunciato l’abbandono dello sharding e l’adozione di una chain di tipo layer 2.

Perché Dobbiamo Risolvere il Trilemma della Blockchain?

La tecnologia blockchain ha un enorme potenziale e, nonostante gli sviluppi odierni, è ancora nelle sue fasi preliminari. Esiste un’intera gamma di funzionalità che teoricamente conosciamo ma che dobbiamo ancora capire come raggiungere.

Pertanto, al fine di raggiungere tale obiettivo, dobbiamo trovare soluzioni per i problemi di velocità, rendendo le transazioni più rapide, con tempi di congestione minimi e con commissioni ridotte. 

Nonostante ciò, l’ulteriore sviluppo della blockchain può esporla a rischi di sicurezza imprevedibili di cui non siamo a conoscenza. Pertanto, gli sviluppatori sono consapevoli che rafforzare la blockchain ora è fondamentale per continuare a esplorare il futuro della stessa.

Infine, la blockchain esiste da meno di 20 anni e deve essere esplorato un enorme potenziale. Una volta risolto questo problema, potremmo scoprire nuovi livelli di funzionalità della blockchain di cui abbiamo sentito parlare.

Considerazioni Finali

Il trilemma della blockchain, che comprende le sfide dello sviluppo della scalabilità, della sicurezza e della decentralizzazione, rende difficile lo sviluppo della blockchain. Questi tre elementi sono fondamentali per la blockchain, ma sembra che l’aumento di un elemento possa compromettere un altro. Risultano essere in corso sforzi per affrontare questa sfida della blockchain e promuovere una blockchain più veloce e sicura. Ethereum 2.0 è un esempio di questi approcci, che ha introdotto lo sharding e il layer-2 per rendere le transazioni fluide e sicure, promettendo di elaborare 100.000 TPS.

In conclusione, la soluzione del trilemma aprirà nuovi modi per trarre vantaggio da questa tecnologia innovativa e potremmo solo grattare la superficie dei nuovi livelli che potremmo esplorare negli sviluppi futuri.