Le blockchain basate su Proof-of-Work (PoW) diventano spesso vittime del loro stesso successo. Le due realtà contemporanee che delimitano il panorama del mining e fanno sì che le blockchain non mantengano le promesse iniziali sono:
- la corsa agli armamenti tecnologici in corso, guidata dall'avidità competitiva intrinseca;
- l'aumento dei costi energetici associati al mining Proof-of-Work.
Le blockchain basate sul consenso PoW hanno portato a disparità e a centralizzazione in termini di hash rate. Questa concentrazione di potere di mining in sempre meno mani rappresenta un attacco al requisito fondamentale delle blockchain, ovvero distribuzione e decentramento.
Inoltre, la motivazione ad aumentare la potenza di mining ha avuto effetto a catena in termini di costi energetici incontrollati, causando potenzialmente danni ambientali irrevocabili: punto cruciale del giro di vite normativo applicato in Cina su Bitcoin (BTC). Per garantire un futuro sostenibile per blockchain e criptovalute, l'hash rate deve essere distribuito in modo più equo, garantendo che le componenti principali della distribuzione e decentralizzazione siano mantenute intatte. Ciò richiede una rivisitazione del processo di mining e una ristrutturazione dei sistemi PoW.
L'impatto negativo della centralizzazione del mining
Prima di esaminare possibili soluzioni, vale la pena sottolineare l'entità del problema. Il consenso PoW era, e continua ad essere, essenziale per la popolarità, il successo e l'affidabilità duratura di Bitcoin. In particolare, la PoW offre una soluzione al noto Problema dei Generali Bizantini attraverso una configurazione di incentivi e un impegno continuo di risorse, che rendono impossibile per una parte malintenzionata interferire in un onesto sistema di consenso.
La distribuzione e decentralizzazione rimangono gli aspetti cruciali per risolvere il dilemma in cui le parti devono concordare un'unica strategia per evitare il completo fallimento, consentendo un consenso diffuso sul "messaggio" ed eliminando il rischio derivante dal fatto che alcune delle parti coinvolte potrebbero essere corrotte o inaffidabili. Tuttavia, più una rete blockchain diventa centralizzata e dominata da un piccolo numero di entità, meno il protocollo di consenso può funzionare come soluzione a questo problema. L'ascesa di enormi farm di ASIC consente a una manciata di potenti entità di esercitare un notevole controllo sull'infrastruttura blockchain, minacciando così la sua capacità di rimanere distribuita e decentralizzata e, in definitiva, trustless.
Questo problema del consenso PoW nasce dal modo in cui i miner sono incentivati attraverso la competizione per i block reward. Sebbene sia una parte essenziale della struttura atta a mantenere la rete sicura, questa continua corsa al profitto può anche creare seri problemi. In particolare, dà origine all'allegorica figura del "problema dell'atleta baro": quando il premio di una gara vale molto, i partecipanti faranno qualsiasi cosa per vincere, incluso barare. Immaginate un gruppo di atleti alla partenza della prima di una serie di gare, in cui ognuno cercherà di tagliare per primo il traguardo e vincere il primo premio.
C'è una certa dose di fortuna nel vincere ogni gara (non è semplicemente il più veloce a trionfare), ma ovviamente la possibilità di vincere aumenta con la velocità dell'atleta. Barare, in questo caso, è definito come l'acquisizione di un vantaggio sostanziale sugli altri corridori attraverso l'uso della tecnologia e/o della collusione, tale che il vincitore di ogni gara non sia sufficientemente casuale da fornire una soluzione al problema dei generali bizantini (vale a dire, consenso distribuito attraverso un impegno di risorse in modo sufficientemente casuale).
È per tale motivo che i sistemi PoW portano allo sviluppo di macchine sempre più energivore e mining farm più grandi, riducendo il decentramento e la distribuzione della rete e impedendo che l'impegno delle risorse funga da mezzo di verifica affidabile. Inoltre accresce il consumo energetico complessivo della rete, potenzialmente fino a un punto in cui potrebbe avere un impatto negativo sull'ambiente se non controllato.
Bilanciamento del protocollo per le reti di mining blockchain
Per sviluppare una soluzione al problema dell'atleta baro, è necessario iniziare con la consapevolezza che non è l'hash rate totale di una rete blockchain a darle sicurezza; piuttosto, è il modo in cui viene distribuito quell'hash rate. A tal fine, si cerca una soluzione in cui la ridistribuzione sia una caratteristica fondamentale del protocollo (piuttosto che essere lasciata alla politica o ai comitati centralizzati, non importa quanto siano ben intenzionati).
È possibile bilanciare le possibilità di vincere “la corsa” applicando un handicap a quei corridori che sono significativamente più veloci e dando un vantaggio a quei corridori che sono significativamente più lenti. In una rete blockchain, questo può essere implementato attraverso un processo di bilanciamento peer-to-peer, di tipo termodinamico, che regola la difficoltà di hashing individuale per i miner in modo fluido e verificabile. Ciò consente alla rete di muoversi verso un equilibrio dell'hash rate effettivo e di aggirare i peggiori eccessi di centralizzazione della capacità di mining sulla rete, il tutto continuando a operare in modo autonomo senza il coinvolgimento di terze parti fidate.
Esistono molte implementazioni della tecnologia blockchain attualmente esistenti, la maggior parte delle quali possiede una qualche forma di valore economico o monetario, e impiega una tecnologia sottostante che mira a garantire al meglio la sicurezza e l'efficienza della rete. Tuttavia, un protocollo di bilanciamento algoritmico, che orienta il network ad una distribuzione omogenea (anche se non del tutto, una rete completamente "piatta" porterebbe i propri problemi economici e di sicurezza) può raggiungere l'equilibrio ottimale tra la distribuzione e l'incentivazione economica. Ciò può ridurre sostanzialmente le pratiche di mining monopolistico mantenendo al minimo l'impronta ecologica della rete disincentivando il continuo aumento della potenza di elaborazione attraverso tecnologie costose e la costruzione di grandi strutture di ASIC.
Un futuro più verde, più equo e più sicuro
I problemi posti dalla diffusa centralizzazione del mining che vediamo comunemente oggi rappresentano una sfida significativa per il consenso PoW, ma non dovrebbero significare la sua fine. Emergendo come innovazione tecnologica rivoluzionaria, PoW ha risolto un problema matematico e informatico di vecchia data che ha aperto la strada al successo di Bitcoin e di molte altre criptovalute, promettendo al contempo un mezzo di scambio economico completamente nuovo. Potremmo tuttavia correre il pericolo di non esplorare completamente le potenzialità dirompenti della PoW semplicemente accantonandola.
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Sono evidenti le similitudini con l'esplorazione dei sistemi economici. Il capitalismo è uno dei sistemi più grandi e progressisti mai sviluppati nella storia umana: ha incrementato l'innovazione, l'aspettativa e la qualità di vita, le opportunità per miliardi di persone. Tuttavia, se non viene controllato, può generare ricchezza e disuguaglianza senza precedenti e potenzialmente anche portarci sull'orlo della catastrofe climatica. Piuttosto che abbandonarlo del tutto, ciò che le società in genere cercano di fare è bilanciare i pro e i contro di questo sistema, per creare una forma di capitalismo temperato in cui l'avidità e gli sforzi monopolistici non sono autorizzati a dominare completamente, in modo che una società più responsabile e lungimirante possa emergere e prosperare. Questo è in gran parte ciò che le società hanno cercato di implementare (con vari livelli di successo) sotto forma di ridistribuzione della ricchezza attraverso, ad esempio, tasse, leggi anti-monopolio, ecc.
Allo stesso modo, il consenso PoW è un'invenzione rivoluzionaria, ma necessita di essere rivisto per frenare gli eccessi di avidità all'interno del sistema. Collettivamente, abbiamo la possibilità – e la responsabilità – di allineare maggiormente il protocollo di consenso PoW con le esigenze della società e con il suo scopo originale, riducendo le tendenze monopolistiche e prevenendo la centralizzazione del mining di criptovalute. In poche parole, invece di reinventare la ruota (abbandonare PoW a favore di rischiose alternative), ciò che serve è un modo per sfruttare la ruota in modo più efficace per costruire una macchina che colleghi e cambi radicalmente il mondo.
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