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Uno dei motivi del successo dei Bitcoin e di moltissime altre criptovalute sta nella blockchain e nella sua capacità di garantire transazioni sicure e affidabili. La catena di blocchi, infatti, permette a ogni utente di validare e (almeno da un punto di vista teorico) validare tutte le transazioni passate ed evitare così che qualcuno possa "impadronirsi" di Bitcoin e criptomonete appartenenti ad altri utenti. Come spesso accade, però, non è tutto oro ciò che luccica.
Con il crescere della fama dei Bitcoin e delle altcoin, però, la blockchain ha iniziato ad accusare più di qualche colpo. Quegli stessi principi "strutturali" che ne garantiscono la sicurezza e l'infallibilità, infatti, hanno finito con l'appesantirla oltremodo, rendendo in qualche modo antieconomico il creare Bitcoin. I problemi della blockchain hanno spinto diversi programmatori ed esperti informatici a proporre delle alternative in grado di garantire gli stessi livelli di sicurezza (se non addirittura più elevati), ma prestazioni decisamente migliori.
Problemi e limiti blockchain
Andando ad analizzare il funzionamento della blockchain, è possibile individuare alcune problematiche che ne compromettono performance e, in parte, le funzionalità. In particolare, i vari problemi blockchain emersi sinora possono essere raggruppati in tre "macrocategorie": velocità di convalida delle transazioni, consumo energetico e grandezza dei blocchi.
- Velocità della blockchain. Per come è stata pensata da Satoshi Nakamoto, la blockchain dei Bitcoin è in grado di processare e verificare solo a sette transazioni per volta. Un valore adeguato nelle fasi iniziali di sviluppo della criptovaluta, quando era sconosciuta ai più; totalmente inadeguato oggi, con decine di migliaia di operazioni registrate ogni secondo. Ciò porta a una crescita esponenziale dei tempi di convalida delle singole transazioni, che possono richiedere anche diverse decine di minuti, se non ore
- Consumo energetico. I maggiori tempi necessari a confermare le transazioni, portano (tra le altre cose) anche a un maggior consumo energetico. Secondo alcuni studi, il consumo energetico giornaliero per creare Bitcoin è equiparabile a quello di una nazione di piccole-medie dimensioni come Serbia e Danimarca, ma in rapida crescita
- Grandezza dei blocchi e capacità di calcolo. Una soluzione alla lentezza della blockchain è rappresentata dalla possibilità di aumentare la grandezza dei blocchi e, di conseguenza, le informazioni che possono essere archiviate al loro interno (soluzione adottata, ad esempio, dai Bitcoin Cash). Ciò consentirebbe di ridurre i tempi di verifica e conferma delle transazioni, ma finirebbe con l'appesantire ulteriormente "l'infrastruttura" della blockchain, portandola a occupare ancora più spazio di quanto già faccia ora (la blockchain dei Bitcoin ha una grandezza di 140 gigabyte circa)
Questi problemi, pur minando in parte il funzionamento della blockchain, hanno rappresentato il punto di partenza di tutti quegli studiosi o sviluppatori interessati a proporre alterantive a blockchain.
Che cos'è Hashgraph e come funziona
Ideata dalla software house Swirlds e presentata con un paper scientifico, Hashgraph è una delle alternative a blockchain apparentemente più promettenti. Si tratta, come la catena di blocchi, di un registro pubblico, crittografico e distribuito tra gli utenti appartenenti a una stessa rete. Le similitudini, però, si fermano qui: Hashgraph è più veloce (fino a 300 mila transazioni al secondo) e garantirebbe un livello maggiore di sicurezza e minor consumo di elettricità. Il "segreto" di Hashgraph sta nel gossip, il sistema di verifica delle transazioni adottato da questa particolare alternativa a blockchain.
Con il protocollo gossip, infatti, un nodo x che genera una nuova transazione (o evento) distribuisce ai propri "vicini" solo una parte delle informazioni possedute e non l'intera catena di blocchi. I nodi raggiunti dalla nuova informazione la uniranno ad altre e le distribuiranno a loro volta ad altri nodi selezionati casualmente, sino a quando tutti i nodi saranno a conoscenza della nuova transazione appena eseguita dal nodo x. Chiamato anche protocollo epidemico, il gossip assicura che tutte le informazioni siano distribuite velocemente, senza richiedere che, ogni volta, sia inviata l'intera catena di blocchi di dati.
Questo, però, è solo uno dei punti di forza dell'Hashgraph. Potendo contare su blocchi di grandezza maggiore, l'alternativa a blockchain ha dimensioni minori a quelle della rivale (per fare un paragone, i 140 gigabyte della blockchain dei Bitcoin potrebbero essere "compressi" in appena 2 gigabyte) e richiede un potere computazionale di gran lunga inferiore rispetto "all'originale". Ciò porta a consumi elettrici ridotti e controllati. Insomma, in un sol colpo si potrebbero risolvere tutti i problemi blockchain evidenziati in precedenza.
Che cos'è IOTA e come funziona
Hashgraph non è l'unica alternativa a Bitcoin. Un team di sviluppatori guidato dal norvegese David Sønstebø ha creato nel 2015 IOTA, una criptovaluta utilizzata per la compravendita di dati e informazioni generate da dispositivi IoT che fonda il suo funzionamento sul grafo aciclico diretto e non sulla blockchain. Nello specifico, la versione di grafo utilizzato da IOTA per verificare e confermare le transazioni è stata chiamata The Tangle.
All'interno del circuito IOTA, affinché una transazione possa essere validata, l'utente deve prima "risolvere" e validare due transazioni avvenute nel passato. Ciò permette di avere la certezza che gli utenti siano "reali" e che quanto avvenuto in passato entri a far parte del grafo aciclico diretto. Non è necessario, dunque, che ogni utente possieda l'intera catena di blocchi: basta risolvere due "problemi algoritmici" per entrare a far parte del circuito e avere così la possibilità di compiere transazioni.
In questo schema, al crescere degli utenti che compiono transazioni crescono anche il numero di validatori e, dunque, di transazioni verificate. A differenza della blockchain, dunque, The Tangle vede migliorare le proprie performance all'aumentare del numero di utenti/nodi appartenenti alla singola rete. Ma The tangle è migliore della blockchain – almeno da un punto di vista teorico – non solo sul fronte della velocità, ma anche su quello della scalabilità: l'alternativa a blockchain si adatta senza problemi – e senza decadimento di prestazioni – a reti di qualunque estensione e dimensione.
7 gennaio 2018
