Il mondo delle criptovalute è in continua evoluzione, ogni giorno nascono dei nuovi progetti e quelli esistenti evolvono con nuove funzionalità. Nonostante stiano nascendo protocolli di consenso alternativi l'unico veramente decentralizzato e il probabilmente più sicuro rimane il Proof of Work (PoW) protocollo adottato da quasi 10 anni da Bitcoin.
Il PoW però ha due grossi problemi, l'esagerato consumo di energie e la scalabilità. Mentre il primo problema può essere affrontato solo a livello hardware il secondo richiede modifiche all'intero protocollo di consenso.
Nel tempo sono emersi tra gli altri il PoS e il DPOS, sistemi che però non sono completamente decentralizzati e quindi perdono un pò della filosofia di partenza teorizzata da Satoshi Nakamoto con il Bitcoin.
Qual'è il problema: sicurezza e immutabilità al costo della scalabilità
La capacità di la scalare on-chain è limitata poiché ogni nodo nella rete deve elaborare ogni transazione mantenendo una copia di ogni transazione. In un database centralizzato tradizionale, è possibile scalare utilizzando una maggiore potenza di calcolo per mantenere stabile la produttività e garantire una bassa latenza. In una architettura decentralizzata, il numero di transazioni che la blockchain può elaborare è uguale a quello di ogni singolo nodo che partecipa alla rete. Quindi, mentre il decentramento ha i suoi vantaggi compresa la sicurezza e l'immutabilità, ha un limite legato alla capacità di scalare.
Come viene affrontato il problema per i Bitcoin
Usiamo Bitcoin come esempio: ricordiamo che le transazioni vengono raccolte in un blocco. Questo blocco viene quindi accodato ad altri blocchi e aggiunto alla rete al ritmo di 10 minuti per blocco. Ogni blocco può contenere circa 4200 transazioni. Considerando la distanza di 10 minuti per ogni blocco, possiamo arrivare ad avere circa 7 transazioni al secondo. Con l'aumentare della popolarità, la dimensione del blocco è aumentata fino ad occupare le sue dimensioni massime: 1 MB. A causa dei blocchi più grandi, abbiamo registrato anche un aumento del costo delle transazioni.
Scaling On-chain vs. scaling Off-chain
Nel caso di Bitcoin, il problema dello scaling ha prodotto due correnti di pensiero, quelli che erano contrari all'aumento delle dimensioni dei blocchi (Bitcoin) e quelli chi erano a favore (Bitcoin Cash). Il dibattito è durato per anni all'interno della community di Bitcoin. Durante il meeting di New York nel maggio 2017, sembrava deciso di aggiornare il protocollo con il Segregated Witness (SegWit). La modifica avrebbe permesso di portare fuori dai blocchi le firme delle transazioni per risparmiare spazio, sembrava tutto deciso quando un gruppo di miners ha bloccato l'aggiornamento, da qui il fork nella nuova criptovaluta Bitcoin Cash che supportava il blocco di 8 MB.
Bitcoin forse aumenterà le dimensioni del blocco da 1 MB a 2 MB, ma non ne breve periodo, anche se in definitiva questo non risolverebbe totalmente il problema della scalabilità all'interno della rete Bitcoin.
Lightning Network
Una soluzione promettente sembra la soluzione off-chain Lightning Network: proposto dai Lightning Labs, diretto da Elizabeth Stark. Si tratta di utilizzare una rete secondaria (o di un Layer 2) parallela alla blockchain. La congestione delle transazioni viene portata su una rete esterna dalla corrispondente rete on-chain, consentendo più transazioni senza appesantire la catena principale.
Le transazioni del Lightning Network operano "fuori catena" (off-chain), coinvolgono un piccolo gruppo di nodi (rispetto a tutti nodi in "on-chain") e collegano mittente e ricevente in maniera diretta. Questi nodi sono collegati tramite "canali di pagamento" stabiliti sul sottostante blockchain. Questi canali sono creati quando due i partecipanti assegnano i fondi on-chain attraverso un nuova "entry" che richiede la firma di entrambe le parti per spostare fondi tra le parti. Ciò richiede una singola transazione blockchain. I canali di apertura e chiusura sono solo le azioni Lightning Network che richiedono la trasmissione di una transazione alla blockchain.
L'implementazione di Lightning è finora focalizzata su Bitcoin (primario) e Litecoin (secondario). I core developer di Lightning, Thaddeus Dryja e Joseph Poon stimano che le transazioni possano in questo modo arrivare a molti milioni di transazioni al secondo.
Lightning sta anche testando gli swap atomici, che consentirebbero canali di pagamenti incrociati, pensata al momento per Bitcoin e Litecoin.
Fonte: RBC Capital Martets - Crypto Currency & Blockchain Technology: A Decentralized Future