La velocità sarà sempre il re in un mondo di dApps

La velocità sarà sempre il re in un mondo di DApps. Satoshi Nakamoto ha iniziato un'incredibile era di innovazione per le applicazioni internet decentralizzate con l'introduzione di Bitcoin come sistema di pagamento digitale peer-to-peer.
Blockchain, la tecnologia sottostante Bitcoin e altre criptovalute, facilita la formazione di reti decentralizzate e affidabili in grado di gestire transazioni e dati in modo sicuro.
Negli ultimi decenni hanno visto irresponsabilità su larga scala da parte delle società finanziarie tradizionali da parte delle banche - che dovevano essere salvate nel 2008 - a agenzie di segnalazione creditizia come Equifax, che è stata oggetto di una delle più grandi violazioni dei dati dei consumatori della storia. Non c'è da stupirsi che la fiducia nelle istituzioni finanziarie centralizzate sia stata erosa così rapidamente.
Poiché gli utenti richiedono più sovranità, sicurezza e controllo sulla loro vita finanziaria, è solo questione di tempo prima che le DApp basate su blockchain inizino a soppiantare le applicazioni più tradizionali.
Tuttavia, questa transizione verso un Internet più decentrato non è inevitabile. Prima che i proprietari di dispositivi possano scegliere DApps rispetto alle app, queste applicazioni decentralizzate devono essere eseguite così come la concorrenza. Questo si riduce a un fattore chiave: la velocità. E sulla blockchain, la velocità è limitata da quanto velocemente possiamo raggiungere il consenso su una rete affidabile. Le dApps hanno bisogno delle loro piattaforme blockchain sottostanti per formare un consenso rapido, sicuro e ad una frazione del costo odierno.
Il consenso non è solo per le blockchain
Il consenso è il processo attraverso il quale le entità giungono a un accordo nel tempo e nello spazio. Tutte le applicazioni basate su Internet devono raggiungere il consenso al funzionamento.
Infatti, ogni volta che è necessario combinare più linee di calcolo insieme, è necessario un meccanismo di consenso, sia che l'applicazione venga eseguita su Internet che su un singolo PC multi-core.
In alcuni contesti, il termine “sincronizzazione” viene usato al posto di “consenso”, ma i significati sono essenzialmente gli stessi.
I moderni processori multi-core, realizzati da Intel o da chiunque altro, utilizzano istruzioni speciali per garantire che i core del processore formino consenso sul contenuto della memoria. Queste istruzioni sono chiamate barriere di memoria o recinzioni di memoria. Il framework MapReduce di Google funziona notoriamente su milioni di core su decine di migliaia di macchine ogni singolo giorno.
MapReduce risolve una vasta gamma di problemi pratici per Google. Ma, MapReduce si basa su un sistema di sincronizzazione chiamato Chubby per ottenere il consenso su quali parti del calcolo esistono e su come dovrebbero essere ricombinate.
Anche se alcuni di questo linguaggio potrebbero essere nuovi per coloro che hanno meno familiarità con l'infrastruttura Internet, le applicazioni non lo sono. Quando utilizzi Google Documenti, i vari computer che visualizzano lo stesso documento arrivano costantemente al consenso. Fare un acquisto su una piattaforma fornitore, pubblicare sui social media, giocare a un gioco online — tutte queste azioni richiedono il raggiungimento di un consenso tra diversi dispositivi ed entità.
La differenza tra app e DApps è che le app possono raggiungere un accordo facendo riferimento a un'autorità centralizzata. Nell'esempio di Google Documenti, l'autorità centrale è Google.
Se acquisti un articolo su Amazon, l'autorità è Amazon. Se giochi a Overwatch, l'autorità è Overwatch. Hai capito l'idea. Quando c'è una sola fonte di verità, l'accordo può essere raggiunto molto, molto rapidamente. Ma, tutti devono contare su quella fonte di verità per essere onesti.
E ai giorni nostri, estendere questo livello di fiducia alle autorità centrali è meno attraente che mai.
I dApps devono essere più creativi nel raggiungere il consenso
Non esiste un'autorità centrale in una rete decentrata, quindi le dApp devono trovare un accordo in modi più creativi. La grande domanda che tutti i sistemi decentrati devono rispondere è: “Chi dovrebbe essere responsabile della convalida di una determinata transazione?”
Proof-of-work e proof-of-stake sono due meccanismi comuni che le blockchain usano per determinare chi (minatori in proof-of-work e validatori in proof-of-stake) è responsabile della creazione di un blocco di transazioni e della trasmissione che al resto della rete.
I protocolli di prova del lavoro chiedono ai minatori di competere per risolvere un problema matematico molto difficile. Risolvere un tale problema richiede una straordinaria quantità di infrastruttura informatica e enormi quantità di elettricità. Per incentivare le persone a svolgere questa funzione essenziale ma costosa, il minatore vincente acquisisce criptovaluta come ricompensa.
Alcuni protocolli proof-of-stake delegano i validatori in modo deterministico, spesso in base al numero di token detenuti. I protocolli di prova sono più diversi nel loro comportamento che nella prova di lavoro.
Nel modello di proof-of-stake delegato operato sulla rete EOS, un piccolo numero di nodi master a turno produce blocchi. Questo è veloce, ma molto più centralizzato di Bitcoin.
Altri protocolli di prova propongono modi alternativi per raggiungere velocità senza sacrificare il decentramento, ma molti devono ancora essere attuati e provati nel mondo reale.
Le blockchain di prova come Bitcoin ed Ethereum sono incredibilmente lente e inefficienti, perché la creazione di blocchi dipende dal consumo di enormi quantità di elettricità.
Già Bitcoin consuma tanta energia quanto i paesi di Grecia, Israele e Bangladesh. In termini di velocità, Bitcoin elabora circa 7 transazioni al secondo mentre Ethereum può elaborare circa 15. Per confronto, Visa è in grado di elaborare 45.000 transazioni al secondo. A partire da ora, i due blockchain più noti non sono semplicemente abbastanza veloci e usano troppa energia.
Come si può ridimensionare DApps?
I dApp devono essere più veloci e più efficienti dal punto di vista energetico se vogliono soddisfare le esigenze di milioni di utenti Internet con la facilità e la convenienza attese. Anche se è chiaro che la prova di lavoro è troppo lenta e inefficiente dal punto di vista energetico, rimane troppo presto per essere sicuri che la prova di gioco sia la risposta.
Alcuni attacchi alle catene di prove di palo possono essere più economici da eseguire senza adeguate protezioni. Casper - inventato dal fondatore di Ethereum Vitalik Buterin - ha lo scopo di affrontare questo problema punendo economicamente i validatori che si comportano male rimuovendo i loro token depositati.
Ma Casper è noto per avere grandi difetti nella sua capacità di raggiungere il consenso correttamente. Inoltre, data la necessità di ottenere throughput estremamente elevati, sembra naturale che la larghezza di banda di un sistema dovrebbe essere almeno altrettanto importante della quantità di token detenuti nel determinare l'importanza di un particolare nodo sulla rete.
In definitiva, se vogliamo costruire applicazioni distribuite davvero robuste, incluse blockchain in grado di elaborare transazioni finanziarie, allora dobbiamo ottenere il livello di consenso corretto. Non possiamo più contare su algoritmi a metà cottura che mancano di buone prove.
Non possiamo più fare affidamento su implementazioni che non hanno alcuna verifica formale. Gli algoritmi corretti sono algoritmi veloci, e algoritmi di consenso veloce influenzeranno l'intero ecosistema del software internet.
Di Nash Foster, CEO di Pyrofex
(In divulgazione, il team che guido a Pyrofex sta sviluppando una soluzione chiamata CDelta, che utilizzerà il protocollo di consenso ottimistico di Casanova.)
Informazioni su Nash Foster:
Nash Foster, CEO e co-fondatore di Pyrofex, ha più di 20 anni di esperienza nel settore informatico e ha lavorato nel personale ingegneristico di Google, Oracle, Counterpane, iBiblio e molti altri. Nash ha studiato matematica e teoria del calcolo presso la University of North Carolina e George Mason University. Ha aiutato le aziende Fortune 100 a progettare, implementare e gestire reti e applicazioni di rete in modo sicuro.