Ethereum 2.0: cosa è e cosa comporta

Oggi, 1 dicembre 2020, si apre ufficialmente un nuovo capitolo nella storia delle tecnologie Blockchain: è stata, infatti, rilasciata la Beacon Chain di Ethereum 2.0, avviando così la phase 0 del passaggio ufficiale alla nuova versione della piattaforma.

Sin dalla nascita, nel 2015, gli sviluppatori “core” di Ethereum avevano previsto questo futuro passaggio a nuova versione della piattaforma. Ethereum 2.0 è il cambiamento più ambizioso e radicale mai implementato sulla rete e richiederà diversi anni per essere effettuato completamente.

Da Ethereum a Ethereum 2.0

Ma in cosa consiste Ethereum 2.0? Partiamo col dire che, grazie a una capitalizzazione di oltre 58 miliardi di dollari (più che triplicata negli ultimi 12 mesi), Ethereum rappresenta una delle principali piattaforme Distributed Ledger permissionless pubbliche, seconda soltanto a Bitcoin. Proprio come Bitcoin, Ethereum utilizza la proof of work come meccanismo di consenso per garantire la massima decentralizzazione.

I limiti principali derivanti da questo utilizzo sono: la latenza (l’intervallo di tempo che intercorre tra l’invio di una transazione e la sua registrazione sulla Blockchain), il throughput (la quantità di transazioni per unità di tempo) e l’elevato consumo energetico. Molta dell’attività di ricerca nell’ambito delle piattaforme permissionless è diretta a trovare soluzioni per garantire la scalabilità di queste reti senza comprometterne sicurezza e decentralizzazione.

Da Bitcoin a Ethereum: verso il "Common Knowledge Computing"

Ethereum 2.0, upgrade... a prova di interesse!

Ora, grazie a questo upgrade, il protocollo di consenso passerà da proof of work a proof of stake, un meccanismo nel quale il validatore del blocco non viene scelto con probabilità proporzionale al lavoro computazionale effettuato, ma in base ad una combinazione della quantità di valore posseduta, del tempo per cui è stata mantenuta e della disponibilità dei validatori a metterla in “gioco” (at stake). La proof of stake avrebbe il grande vantaggio di permettere un notevole aumento delle prestazioni, insieme ad un’efficienza energetica infinitamente superiore.

La fase 0 si concentra sull'attivazione del nuovo sistema Proof of Stake di Ethereum, Casper. I validatori nella Fase 0 lavoreranno per proteggere la spina dorsale del sistema Ethereum 2.0 nota come "beacon chain", e cioè la “blockchain centrale” che creerà un registro di tutti i validatori di Ethereum 2.0, il loro stake e assegnerà i loro ruoli. In questa fase tutti gli utenti e le dapp esistenti continueranno a inviare normalmente le loro transazioni sulla blockchain PoW di Ethereum.

La fase 0 di Ethereum 2.0

La creazione della beacon chain rappresenterà quindi la fase iniziale (per questo denominata Phase 0) verso l’implementazione dello sharding, ovvero la frammentazione della catena principale in sottocatene (gli shard), nelle quali è possibile effettuare validazioni interne, con il conseguente vantaggio di parallelizzare la creazione di blocchi e dunque aumentare il throughput totale della rete. Allo stesso tempo, diminuiscono le dimensioni dello stato che i nodi validatori devono mantenere in memoria, e quindi si incrementa la platea di dispositivi in grado di prendere parte al processo di verifica e validazione.

Proprio per l’enorme importanza della Phase 0, questo primo step era visto da molti come il più difficile da affrontare. E infatti si è temuto che la data inziale del 1 dicembre venisse rimandata data l’iniziale difficoltà nel trovare utenti disposti a mettere “at stake” i propri fondi. Alla fine, però, la soglia minima è stata raggiunta. E grazie a questo possiamo assistere, oggi, a quello che è il primo e fondamentale passaggio verso Ethereum 2.0.

Quali opportunità da Ethereum 2.0?

I prossimi sviluppi significativi sono previsti per il 2021, e comporteranno il lancio di 64 catene di shard, che opereranno tramite proof-of-stake. La prossima milestone particolarmente rilevante sarà la Fase 1.5, quando la mainnet di Ethereum si unirà alla beacon chain diventando uno dei suoi shard.

Ciò segnerà la transizione di Ethereum verso un pieno consenso proof-of-stake. Anche questo passaggio dovrebbe avvenire nel 2021, ma al momento non è ancora disponibile una data esatta. Solo quando arriverà la fase finale sarà possibile valutare le reali potenzialità di Ethereum 2.0 sulla scalabilità della rete, ma è sicuramente entusiasmante vedere come tutto ciò stia accadendo e assistere all’evoluzione di queste tecnologie.

Da Ethereum la spinta al futuro della Blockchain

Al fine di diventare più facilmente utilizzabili per gli utenti e per le aziende, le piattaforme esistenti, in particolare quelle permissionless, stanno continuando a evolversi per migliorare alcuni punti di debolezza emersi negli scorsi anni. Una parte significativa degli sforzi, in questo momento, è rivolta a risolvere i problemi di scalabilità.

Per velocizzare le transazioni, le piattaforme stanno utilizzando principalmente due strategie differenti: oltre alla strategia di Ethereum di modificare il protocollo di base, altre piattaforme, ad esempio Bitcoin, cercano di aumentare il numero di transazioni riducendo il numero di interazioni con la rete Blockchain principale (soluzioni di secondo livello, o layer 2). Le soluzioni di secondo livello sfruttano strumenti off-chain per aumentare le prestazioni e migliorare la scalabilità: alcuni esempi in fase di sperimentazione già avanzata sono Lightning Network per Bitcoin, e Plasma e ZK Rollup per Ethereum. L’innovazione sulle piattaforme permissioned prosegue infatti in vari campi, si veda ad esempio anche Taproot che dovrebbe permettere di migliorare la privacy delle transazioni e la programmabilità su Bitcoin.

Una volta migliorata la privacy e la scalabilità forse anche le aziende potranno utilizzare con maggiore semplicità le permissionless e magari in futuro assisteremo persino a una convergenza tra le soluzioni che oggi sono realizzate su piattaforme permissioned e le reti invece permissionless.

Valeria Portale e Jacopo Fracassi - Osservatorio Blockchain & Distributed Ledger

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