Il Trilemma della Blockchain

Il trilemma della blockchain descrive i compromessi ingegneristici tra decentralizzazione, sicurezza e scalabilità. Le blockchain aperte mirano a mantenere un'ampia partecipazione dei nodi e una forte sicurezza della rete, ma un singolo layer di base può elaborare solo una quantità limitata di dati e calcolo. Le soluzioni di Layer 2 spostano parte dell'esecuzione delle transazioni e dell'elaborazione in batch al di fuori del layer di base, pur continuando a fare affidamento sul Layer 1 per il settlement, la disponibilità dei dati o la verifica. Questo approccio mira ad aumentare la capacità della rete preservando il più possibile il modello di sicurezza sottostante.

Cos'è il trilemma della blockchain?

Il trilemma della blockchain si riferisce ai compromessi tra tre obiettivi principali: decentralizzazione, sicurezza e scalabilità.

• Decentralizzazione: si concentra sulla possibilità che molti partecipanti indipendenti verifichino i dati della rete, piuttosto che il controllo sia concentrato tra un piccolo numero di entità.

• Sicurezza: si concentra sulla capacità della rete di resistere a double spending, blocchi malevoli, riorganizzazioni della catena e altri attacchi.

• Scalabilità: si concentra su quanti utenti, transazioni, dati e calcoli la rete può gestire.

Il trilemma della blockchain non dovrebbe essere trattato come una legge matematicamente dimostrata. È meglio intenderlo come un framework ingegneristico per analizzare l'architettura della blockchain. Anche l'attuale documentazione di Ethereum sul Layer 2 discute il trilemma della blockchain in termini di decentralizzazione, sicurezza e scalabilità.

Per questo motivo, dire che "ogni blockchain può scegliere solo due dei tre" è una semplificazione eccessiva. Le reti moderne utilizzano architetture a layer, esecuzione parallela, soluzioni di disponibilità dei dati e altre tecnologie per migliorare l'equilibrio tra questi obiettivi.

Perché prestazioni più elevate possono influire sulla decentralizzazione?

Supponiamo che una blockchain voglia aumentare significativamente il numero di transazioni che può elaborare ogni secondo. Un approccio semplice consiste nell'aumentare la capacità dei blocchi, accorciare i tempi dei blocchi e richiedere ai nodi di utilizzare hardware informatico e di rete più potente.

Questo può migliorare il throughput, ma aumenta anche il costo di gestione di un nodo completamente validante.

Se i validatori necessitano di server costosi, grandi quantità di storage e larghezza di banda ad alta velocità, un numero inferiore di partecipanti potrebbe essere in grado di gestire nodi in modo indipendente. Il potere di validazione potrebbe quindi concentrarsi maggiormente tra operatori professionali.

Al contrario, se una rete vuole che gli utenti ordinari partecipino con hardware relativamente modesto, deve limitare la quantità di dati e calcolo che ogni nodo deve elaborare. Ciò può ridurre il throughput delle transazioni che il layer di base può supportare direttamente.

Il trilemma evidenzia quindi i reali costi ingegneristici tra prestazioni, sicurezza e requisiti di partecipazione, piuttosto che suggerire che la blockchain con il TPS più alto sia automaticamente la più avanzata.

Perché il Layer 2 è diventato un importante approccio di scaling?

L'idea centrale alla base del Layer 2 è che il layer di base non deve necessariamente eseguire ogni transazione direttamente.

Prendendo Ethereum come esempio, il Layer 1 continua a fornire consenso, sicurezza e settlement sottostanti, mentre alcune reti di Layer 2 elaborano le transazioni in batch e poi inviano dati, prove o risultati di stato rilevanti a Ethereum.

Ethereum attualmente definisce il Layer 2 come blockchain indipendenti che estendono Ethereum e identifica gli Optimistic Rollup e gli ZK Rollup come approcci principali. Il loro obiettivo è utilizzare Ethereum come base di sicurezza e disponibilità dei dati, riducendo al contempo i costi delle transazioni e aumentando la capacità.

Un modo semplice per comprendere questa architettura è:

Il Layer 1 fornisce una base di settlement affidabile, mentre il Layer 2 gestisce una maggiore attività transazionale quotidiana.

Ciò evita di richiedere a ogni nodo del Layer 1 di elaborare una quantità illimitata di calcolo in crescita.

Il Layer 2 può risolvere completamente il trilemma della blockchain?

Il Layer 2 è un importante approccio di scaling, ma non elimina ogni compromesso ingegneristico.

Diverse reti di Layer 2 possono utilizzare design differenti per sequenziamento delle transazioni, disponibilità dei dati, sistemi di prova, bridge cross-chain e controlli amministrativi. Ethereum osserva inoltre che le soluzioni di Layer 2 possono differire in maturità tecnica e assunzioni di fiducia, quindi usare l'etichetta "Layer 2" non significa automaticamente che ogni rete abbia lo stesso profilo di sicurezza della mainnet di Ethereum.

Anche le sidechain, i Validium e i Rollup non dovrebbero essere considerati identici. Alcuni sistemi utilizzano validatori indipendenti o archiviano i dati al di fuori della catena principale, dando luogo a modelli di sicurezza diversi.

La chiave per comprendere il Layer 2, quindi, non è semplicemente chiedersi quante volte possa aumentare i TPS, ma capire come le architetture a livelli ridistribuiscono le responsabilità di esecuzione, dati, prova e settlement.

In definitiva, il trilemma della blockchain mostra che reti diverse compiono scelte progettuali diverse tra obiettivi in competizione, mentre il Layer 2 offre agli sviluppatori maggiore flessibilità su come combinare tali obiettivi.

FAQ

• Che cos'è il trilemma della blockchain?
  È un quadro di riferimento per analizzare i compromessi ingegneristici tra decentralizzazione, sicurezza e scalabilità nelle reti blockchain.

• Una blockchain può raggiungere solo due dei tre obiettivi?
  Non necessariamente. Il trilemma evidenzia principalmente i compromessi tra i tre, mentre le blockchain moderne utilizzano Layer 2 e architetture modulari per migliorare l'equilibrio.

• Che cos'è il Layer 2?
  Il Layer 2 si riferisce a reti o protocolli di scaling costruiti sopra una blockchain di base che elaborano parte del carico transazionale affidandosi al Layer 1 per il settlement o la verifica della sicurezza.

• I Rollup sono considerati Layer 2?
  Nell'ecosistema Ethereum, gli Optimistic Rollup e gli ZK Rollup sono tra gli approcci di scaling Layer 2 più importanti.

• Tutte le reti Layer 2 sono sicure quanto Ethereum?
  No. Reti Layer 2 diverse hanno livelli diversi di maturità tecnica, modelli di disponibilità dei dati, design dei bridge e controlli amministrativi, quindi le loro ipotesi di sicurezza e fiducia devono essere valutate separatamente.

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