Come il MIT si è unito a Ethereum nella Race for the PoS Blockchain

Come riportato da Cointelegraph il 24 gennaio, il servizio stampa del Massachusetts Technical Institute (MIT) ha annunciato lo sviluppo di un nuovo design di criptovaluta basato sul protocollo proof-of-stake (PoS).

Ethereum – Il concorrente più vicino di Algorand, secondo il stime esistenti – lancerà il suo sistema PoS tra il 2023 e il 2023. Gli aggiornamenti programmati richiesti per una transizione graduale dall’algoritmo proof-of-work (PoW) a un algoritmo PoS sono stati regolarmente posticipati dalla Fondazione Ethereum a causa di vulnerabilità di rete e guasti nel processo dell’aggiornamento della rete.

Trilemma: si tratta di scalabilità

Il termine “trilemma” è stato il primo Usato di Vitalik Buterin quando si fa riferimento al fenomeno quando solo due dei seguenti parametri possono essere raggiunti contemporaneamente nell’ambito della blockchain 一 sicurezza, decentralizzazione e scalabilità. Se le prime due qualità coesistono con successo nello stato attuale della blockchain, l’ultima non è stata ancora raggiunta.

Il fatto è che l’attuale sistema blockchain è progettato in modo tale che ogni nodo memorizzi le informazioni sull’intera rete ed elabori tutte le transazioni. Questo meccanismo fornisce il massimo grado di sicurezza ma, allo stesso tempo, riduce la scalabilità. La blockchain non può elaborare più transazioni di quelle elaborate da un singolo nodo. Ecco perché Bitcoin attualmente elabora da tre a sette transazioni al secondo (TPS) ed Ethereum da sette a 15 TPS.

La prospettiva di Ethereum sulla scalabilità

Al fine di trovare una soluzione, il team di Ethereum ha sviluppato un’intera roadmap, che fornisce un quadro per la transizione graduale a un consenso PoS all’interno del progetto Casper, così come le soluzioni di livello uno e livello due di Ethereum.

Il livello uno è rappresentato dallo sharding, che divide i nodi della rete globale in gruppi (segmenti), quindi ogni gruppo di nodi ha la stessa larghezza di banda dell’attuale rete Ethereum. Quindi sono collegati tra loro tramite riferimenti incrociati, quindi la rete rimane unificata e riceve opportunità di ridimensionamento quasi illimitate, a seconda del numero totale di nodi di rete con funzionalità complete. Lo sviluppo del livello uno include canali simili al Lightning Network, come il Raiden Network e il modello della “childchain”, o sidechain, su cui si trova la soluzione Plasma basato.

La complessità di questi meccanismi, così come il fatto che alcuni di questi cambiamenti, specialmente aggiustamenti intra-rete dei protocolli, richiedono il coordinamento tra la base di utenti relativamente ampia e gli sviluppatori di Ethereum, hanno causato le date di lancio delle varie fasi della roadmap per essere rimandato più volte, con gli sviluppatori che riconsiderano le impostazioni di sicurezza.

Il punto di vista di Algorand sulla scalabilità

Algorand intende anticipare Ethereum e rilasciare PoS puro entro la fine dell’anno. Il nuovo design della criptovaluta – denominato Vault – funzionerà sulla base della blockchain di Algorand, che è stata presentata per la prima volta alla Financial Cryptography and Data Security Conference il 4 aprile 2023.

L’autore della soluzione è Silvio Micali, professore al MIT e destinatario del Turing Award, che, nel 1982, insieme a Shafi Goldwasser, creato il primo sistema di crittografia probabilistica a chiave pubblica. Secondo Micali, il trilemma è falso:

“Il trilemma è falso. Il fatto che oltre 2000 progetti blockchain precedenti non potessero essere contemporaneamente sicuri, scalabili e decentralizzati non è la prova che il raggiungimento di tutte queste tre proprietà sia impossibile. Algorand esiste per risolvere questa sfida esatta e stiamo avanzando i limiti della blockchain per mezzo di scoperte tecnologiche come il nostro algoritmo di stake puro di prova “.

Archiviazione dei dati e larghezza di banda

I creatori di Vault e Algorand promettere utenti che non dovranno scaricare l’intera blockchain sul proprio computer. Ciò richiede solo una piccola parte delle informazioni sulle operazioni nella rete.

“Con Vault, una tecnologia di compressione blockchain, vogliamo assicurarci che Algorand eviti i costi di archiviazione e larghezza di banda associati ad altri protocolli blockchain, che a loro volta lo rendono una soluzione blockchain più praticabile da adottare per le aziende. Le parti più interessanti di Vault sono che libera lo spazio di archiviazione locale sui nodi, distribuisce i costi di archiviazione della blockchain di Algorand su diverse parti della rete tramite sharding (senza sacrificare la sicurezza) e riduce la larghezza di banda richiesta per entrare nella rete consentendo nuove nodi per evitare di controllare ogni blocco sin dal primo giorno. “

La presentazione tecnica del progetto preparato del MIT afferma che la dimensione del blocco di Vault è di 10 megabyte, che equivale a 10.000 transazioni, e ogni blocco contiene un hash del blocco precedente. Per confronto, per verificare le transazioni nella rete Bitcoin oggi, l’utente deve scaricare 500.000 blocchi con un volume totale di dati di circa 150 gigabyte. Allo stesso tempo, il MIT presume che sia necessario “mantenere tutti i saldi dei conti per controllare i nuovi utenti e assicurarsi che abbiano fondi sufficienti per completare le transazioni”.

Per ridurre la quantità di dati archiviati, Vault applica uno speciale principio di separazione dei dati. La blockchain di Vault, come Bitcoin, memorizza le transazioni in un file Albero di Merkle, ma è diviso in frammenti assegnati a diversi gruppi di utenti. Ognuno di loro ha bisogno di memorizzare le transazioni solo dal suo frammento e dagli hash di root. Per la verifica delle transazioni al di fuori del frammento assegnato, è stato sviluppato un metodo speciale per la ricerca di un gruppo di nodi che intersecano l’intero albero. Quindi, non è necessario controllare tutti i blocchi dall’inizio.

Gli sviluppatori di Ethereum prevedono di scalare la rete PoS con l’interazione di due strati 一 sharding e Plasma, in cui, secondo Buterin, sarà possibile condurre decine di migliaia di transazioni al secondo.

“Se aggiungi 100x da Sharding e 100x da Plasma, questi due insieme ti danno fondamentalmente un guadagno di scalabilità 10.000x.”

La fondazione Ethereum suggerisce un modello blockchain PoS in cui i nodi possono lavorare in parallelo: “shardchain”.

Il modello è abbastanza simile a quello utilizzato da Algorand e implica che ogni nodo deve trasportare una piccola parte di dati per completare una transazione – e ogni shardchain è una blockchain separata con account, stato e transazioni separati.

“Immagina che Ethereum sia stato suddiviso in migliaia di isole. Ogni isola può fare le sue cose. Ognuna delle isole ha le sue caratteristiche uniche e tutti gli appartenenti a quell’isola, ovvero gli account, possono interagire tra loro e possono sbizzarrirsi liberamente in tutte le sue caratteristiche. Se vogliono entrare in contatto con altre isole, dovranno utilizzare una sorta di protocollo. “

Per ottenere una larghezza di banda elevata, Ethereum prevede di elaborare parte della transazione al di fuori della blockchain tramite il suo secondo livello, Plasma.

Il plasma può essere considerato come una catena di figli in grado di eseguire intere applicazioni con migliaia di utenti con un’interazione minima tra esso e la catena principale di Ethereum. Tuttavia, questa childchain sarebbe anche in grado di produrre le proprie childchain, creando essenzialmente numerose blockchain ramificate, tutte collegate alla mainchain. Poiché le operazioni su queste sottocatene non dovranno essere replicate sull’intera mainnet, potrebbero muoversi molto più velocemente e ridurre le commissioni di transazione.

A differenza di soluzioni simili di altri progetti, ad esempio EOS, Algorand funzionerà su un sistema PoS puro, ha affermato Micali:

“Il modello di consenso di Algorand è un modello PPOS (Pure Proof-of-Stake) basato su un protocollo di accordo bizantino. Ciò significa che la blockchain è distribuita e tollerante ai guasti senza alcuna forma di centralizzazione e continuerà a funzionare finché più di due terzi della valuta sarà in mani oneste “.

Il segreto sta nell’uso di una funzione casuale verificabile (VRF) – creato da Micali negli anni ’90 – che esegue uno smistamento crittografico segreto per selezionare i comitati per eseguire il protocollo di consenso. Ciò consente alla blockchain di Algorand di raggiungere la scala e le prestazioni necessarie per elaborare le transazioni di milioni di utenti.

“In sostanza, quando un nuovo blocco viene proposto alla blockchain, viene selezionato un comitato di” elettori “per” votare “il blocco proposto. Se più di due terzi dei “voti” sono espressi da utenti onesti, il blocco è considerato valido e verrà certificato. I membri del comitato vengono scelti in base al numero di algoritmi di cui dispongono. I comitati sono costituiti da account selezionati in modo casuale con potere di voto dipendente dalla loro partecipazione online “.

Il trilemma sarà risolto?

Nonostante il ripetuto ritardo del rilascio di Constantinople – un aggiornamento intermedio fondamentale sulla strada per PoS – Afri Johnson, uno sviluppatore di Ethereum, assume che Ethereum 2.0 e PoS non subiranno ritardi, poiché sono in lavorazione da diversi team indipendenti e saranno presto disponibili:

“Inoltre, è importante capire che Proof-of-Stake, la cosiddetta” fase 0 “/ la” catena di beacon “, non sarà un hardfork, a differenza di altre pietre miliari. Vedremo molto presto le reti di prova della catena di beacon, entro settimane o mesi. E mi aspetto che possiamo raggiungere il traguardo di Serenity entro un anno, parlando con ottimismo “.

Durante una delle ultime presentazioni di Ethereum 2.0 il 31 ottobre, Buterin ha suggerito che il suo lancio non è poi così lontano. In precedenza, ha affermato che la blockchain nel suo stato attuale è condannata fino a quando PoS non inizierà a funzionare.

Penso di essere stato abbastanza coerente sul mio punto di vista secondo cui (i) ogni blockchain esistente al giorno d’oggi, inclusi ETH e BTC, fa schifo e (ii) PoS è necessario. Non so perché qualcuno sia sorpreso.

– Vitalik non donatore di etere (@VitalikButerin) 4 settembre 2023

Micali si sente più fiduciosa nel fissare le date di rilascio di Algorand per il 2023.

.@rhackett @FortuneLedger– Il 2023 includerà anche il lancio di @Algorand una piattaforma blockchain credibile che risolve il Trilemma. Con la maturazione della scienza & tech, credo che il 2023 avrà un campo di gioco più equo in cui le imprese & le persone partecipano & trarre vantaggio da questi progetti https://t.co/b6qX8h30Nm

– Silvio Micali (@silviomicali) 23 gennaio 2023

L’ultima versione di Vault sarà presentata al simposio NDSS (Network and Distributed System Security) a fine febbraio.