Ethereum compie 10 anni — È tempo di superare il trilemma

I sistemi decentralizzati come la rete elettrica e il World Wide Web sono cresciuti risolvendo i colli di bottiglia nella comunicazione. Le blockchain, un trionfo del design decentralizzato, dovrebbero seguire lo stesso modello, ma i vincoli tecnici iniziali hanno portato molti a associare la decentralizzazione a inefficienza e scarsa performance.

Mentre Ethereum compie 10 anni questo luglio, si è evoluto da un terreno di gioco per sviluppatori a pilastro della finanza on-chain. Con istituzioni come BlackRock e Franklin Templeton che lanciano fondi tokenizzati e banche che introducono stablecoin, la domanda ora è se possa scalare per soddisfare la domanda globale—dove carichi di lavoro pesanti e tempi di risposta a livello di millisecondi sono fondamentali.

Per tutta questa evoluzione, permane ancora un’assunzione: le blockchain devono necessariamente fare un compromesso tra decentralizzazione, scalabilità e sicurezza. Questo “trilemma della blockchain” ha influenzato la progettazione dei protocolli sin dal blocco genesis di Ethereum.

Il trilemma non è una legge della fisica; è un problema di progettazione che stiamo finalmente imparando a risolvere.

Panoramica sulle Blockchain Scalabili

Vitalik Buterin, cofondatore di Ethereum identificato tre proprietà per le prestazioni della blockchain: decentralizzazione (molti nodi autonomi), sicurezza (resilienza agli atti dannosi) e scalabilità (velocità delle transazioni). Ha introdotto il “Trilemma della Blockchain,” suggerendo che migliorare due di queste generalmente indebolisce la terza, in particolare la scalabilità.

Questa impostazione ha plasmato il percorso di Ethereum: l'ecosistema ha dato priorità alla decentralizzazione e alla sicurezza, costruendo per robustezza e tolleranza agli errori attraverso migliaia di nodi. Tuttavia, le prestazioni sono rimaste indietro, con ritardi nella propagazione dei blocchi, nel consenso e nella finalità.

Per mantenere la decentralizzazione durante la scalabilità, alcuni protocolli su Ethereum riducono la partecipazione dei validatori o responsabilità della rete shard; Optimistic Rollups, esecuzione degli shift off-chain e si affidano a prove di frode per mantenere l'integrità; i progetti Layer-2 mirano a comprimere migliaia di transazioni in una singola, impegnata sulla catena principale, alleggerendo la pressione sulla scalabilità ma introducendo dipendenze da nodi fidati.

La sicurezza rimane fondamentale, mentre gli interessi finanziari aumentano. I fallimenti derivano da tempi di inattività, collusione o errori nella propagazione dei messaggi, causando l'interruzione del consenso o la doppia spesa. Tuttavia, la maggior parte delle soluzioni di scalabilità si basa su performance a miglior sforzo piuttosto che su garanzie a livello di protocollo. I validatori sono incentivati ad aumentare la potenza di calcolo o a fare affidamento su reti rapide, ma mancano le garanzie che le transazioni saranno completate.

Questo solleva importanti interrogativi per Ethereum e il settore: Possiamo avere fiducia che ogni transazione si completerà anche sotto carico? Gli approcci probabilistici sono sufficienti a supportare applicazioni su scala globale?

Mentre Ethereum entra nel suo secondo decennio, rispondere a queste domande sarà fondamentale per sviluppatori, istituzioni e miliardi di utenti finali che si affidano alle blockchain per garantire risultati.

La decentralizzazione come punto di forza, non come limite

La decentralizzazione non è mai stata la causa di un'esperienza utente lenta su Ethereum, lo era la coordinazione della rete. Con l'ingegneria corretta, la decentralizzazione diventa un vantaggio in termini di prestazioni e un catalizzatore per la scalabilità.

Sembra intuitivo che un centro di comando centralizzato possa superare uno completamente distribuito. Come potrebbe non essere meglio avere un controllore onnisciente che supervisiona la rete? È proprio qui che desideriamo sfatare le supposizioni.

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Questa convinzione ha avuto inizio decenni fa nel Professor Medard laboratorio al MIT, per rendere i sistemi di comunicazione decentralizzati dimostrabilmente ottimali. Oggi, con Codifica di Rete Lineare Casuale (RLNC), quella visione è finalmente realizzabile su larga scala.

Entriamo nel tecnico.

Per affrontare la scalabilità, è necessario prima comprendere dove si verifica la latenza: nei sistemi blockchain, ogni nodo deve osservare le stesse operazioni nello stesso ordine per osservare la medesima sequenza di cambiamenti di stato a partire dallo stato iniziale. Ciò richiede un consenso—un processo in cui tutti i nodi concordano su un unico valore proposto.

Le blockchain come Ethereum e Solana utilizzano un consenso basato su leader con slot temporali predeterminati in cui i nodi devono raggiungere un accordo, definiamolo “D”. Se si sceglie un valore di D troppo grande, la finalità rallenta; se troppo piccolo, il consenso fallisce; ciò crea un compromesso persistente nelle prestazioni.

Nel algoritmo di consenso di Ethereum, ogni nodo tenta di comunicare il proprio valore locale agli altri, attraverso una serie di scambi di messaggi tramite la propagazione Gossip. Tuttavia, a causa di perturbazioni della rete, come congestioni, colli di bottiglia, overflow del buffer; alcuni messaggi possono andare persi o subire ritardi e alcuni possono essere duplicati.

Tali incidenti aumentano il tempo di propagazione delle informazioni e, di conseguenza, il raggiungimento del consenso si traduce inevitabilmente in grandi slot D, specialmente nelle reti più ampie. Per scalare, molte blockchain limitano la decentralizzazione.

Queste blockchain richiedono l'attestazione da parte di una certa soglia di partecipanti, come due terzi delle partecipazioni, per ogni round di consenso. Per raggiungere la scalabilità, è necessario migliorare l'efficienza della diffusione dei messaggi.

Con il Random Network Linear Coding (RLNC), miriamo a migliorare la scalabilità del protocollo, affrontando direttamente le limitazioni imposte dalle implementazioni attuali.

Decentralizzare per Scalare: Il Potere di RLNC

Codifica a Rete Lineare Casuale (RLNC) è diverso dai codici di rete tradizionali. È senza stato, algebrico e completamente decentralizzato. Invece di cercare di micromaneggiare il traffico, ogni nodo miscela i messaggi codificati in modo indipendente; eppure ottiene risultati ottimali, come se un controllore centrale stesse orchestrando la rete. È stato dimostrato matematicamente che nessun pianificatore centralizzato supererebbe questo metodo. Questo non è comune nel design dei sistemi, ed è ciò che rende questo approccio così potente.

Invece di trasmettere messaggi grezzi, i nodi abilitati a RLNC suddividono e trasmettono i dati del messaggio in elementi codificati utilizzando equazioni algebriche su campi finiti. RLNC consente ai nodi di recuperare il messaggio originale utilizzando solo un sottoinsieme di questi pezzi codificati; non è necessario che ogni messaggio arrivi.

Evita inoltre la duplicazione consentendo a ogni nodo di miscelare quanto ricevuto in nuove combinazioni lineari uniche in tempo reale. Ciò rende ogni scambio più informativo e resiliente ai ritardi o alle perdite della rete.

Con i validatori di Ethereum che ora stanno testando RLNC attraverso OptimumP2P — tra cui Kiln, P2P.org e Everstake — questo cambiamento non è più ipotetico. È già in movimento.

In seguito, le architetture potenziate da RLNC e i protocolli pub-sub si collegheranno ad altre blockchain esistenti, aiutandole a scalare con un throughput più elevato e una latenza inferiore.

Una Chiamata per un Nuovo Punto di Riferimento Industriale

Se Ethereum deve fungere da fondamento della finanza globale nel suo secondo decennio, deve superare le ipotesi superate. Il suo futuro non sarà definito da compromessi, ma da prestazioni dimostrabili. Il trilemma non è una legge della natura, è una limitazione di un vecchio design, una che ora abbiamo il potere di superare.

Per soddisfare le esigenze dell’adozione nel mondo reale, abbiamo bisogno di sistemi progettati con la scalabilità come principio fondamentale, supportati da garanzie di prestazioni dimostrabili, non compromessi. RLNC offre una via da seguire. Con garanzie di throughput basate su fondamenti matematici in ambienti decentralizzati, rappresenta una base promettente per un Ethereum più performante e reattivo.

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