Cos'è Ethereum 2.0?

Ethereum 2.0, a volte chiamato Eth2 o Serenity, è un aggiornamento della blockchain di Ethereum. Il suo obiettivo è aumentare la velocità, l'efficienza e la scalabilità della rete Ethereum senza compromettere la sua sicurezza o decentralizzazione. In questo senso, è un tentativo di superare il cosiddetto 'trilemma della blockchain' (la convinzione ampiamente diffusa che, rispetto a decentralizzazione, sicurezza e scalabilità, le reti blockchain possano ottimizzare solo due delle tre caratteristiche contemporaneamente).

Ethereum 2.0 integra diversi cambiamenti fondamentali alla struttura e al design di Ethereum - sia tecnici che economici. Due dei cambiamenti chiave sono il passaggio a 'proof of stake' e l'aggiunta del 'sharding.'

Indice

Che cos'è la Proof of Stake?

La Proof of Stake è un tipo di meccanismo di consenso utilizzato dalle reti blockchain per raggiungere il consenso distribuito. In un meccanismo di consenso Proof of Stake, i partecipanti che hanno messo in staking asset crittografici (lo staking significa "bloccarli" inviandoli a uno specifico smart contract) vengono selezionati casualmente per diventare validatori che propongono nuovi blocchi - e vengono ricompensati per farlo. I validatori assumono quindi il ruolo detenuto dai miner in un sistema Proof of Work. I partecipanti che violano le regole del protocollo sono soggetti alla confisca, parziale o totale, dei loro asset in staking. Questo approccio di incentivo e penalizzazione è progettato per incentivare i partecipanti a contribuire alla validazione e all'ordinamento delle transazioni in blocchi in conformità con le regole del protocollo.

Quali sono i vantaggi della Proof of Stake?

I vantaggi più comunemente citati dalla comunità di Ethereum per il passaggio alla Proof of Stake sono i seguenti:

Maggiore efficienza energetica. Poiché la Proof of Stake non richiede ai partecipanti di dedicare potenza di elaborazione a un algoritmo di hashing Proof of Work, consuma decisamente meno energia. Si stima che Ethereum 2.0 consumerà meno dell'1% dell'energia consumata da Ethereum con Proof of Work.

Migliorata capacità di scalare supportando le 'shard chains'. Le shard chains aumentano il throughput delle transazioni permettendo a una rete di creare più blocchi simultaneamente. Mentre in un sistema Proof of Work lo sharding riduce la potenza di hashing necessaria per compromettere ciascuna parte della rete (riducendo così la sicurezza dell'intera rete), in un sistema Proof of Stake questo non è il caso. In altre parole, il passaggio alla Proof of Stake è necessario per abilitare lo sharding, che a sua volta può essere una tecnologia di scaling efficace.

Maggiore decentralizzazione. Poiché la Proof of Stake elimina il mining basato sulla potenza di hashing, viene eliminata la necessità di grandi e costose farm di mining. In teoria, questo dovrebbe abbassare la barriera all'ingresso per i validatori, riducendo il rischio di centralizzazione. Inoltre, a causa del gran numero di shard chains, il passaggio completo a Ethereum 2.0 richiede un grande numero di validatori (più di 16.000). Si sostiene che avere questo grande numero di validatori renderà la rete meno soggetta a manipolazioni da parte di interessi speciali.

Quali sono gli svantaggi della Proof of Stake?

Meno collaudata. Mentre la Proof of Work è stata testata sul campo per oltre un decennio in Bitcoin e dal 2015 in Ethereum, la Proof of Stake ha meno esperienza. Sebbene la Proof of Stake sia stata utilizzata in diverse blockchain pubbliche senza incidenti, la relativa alta complessità della sua implementazione in Ethereum significa che potrebbero esserci vettori di attacco o vulnerabilità ancora sconosciuti.

I ricchi diventano più ricchi. Una critica comune alla Proof of Stake in Ethereum è che, poiché non c'è praticamente alcun costo per il mining, e poiché più ETH si mette in staking, più ricompense si ricevono, coloro che già possiedono più capitale continueranno ad accumulare più capitale. Al contrario, sebbene sia vero che il mining di Bitcoin sia un'impresa altamente capital-intensive, il margine di profitto è ristretto. Ciò significa che la maggior parte dei bitcoin guadagnati dai miner deve essere venduta per coprire i costi di mining - e vendendo, i miner distribuiscono la maggior parte dei Bitcoin appena creati (e delle commissioni) a un pubblico più ampio, distribuendo così nuovi Bitcoin in modo ampio.

Cos'è lo sharding?

Lo sharding è una tecnica di scaling progettata per migliorare significativamente l'efficienza e la capacità di una rete blockchain. Consiste nel dividere l'intero stato della rete in più pezzi più piccoli e gestibili, noti come "shard". Ogni shard funziona quasi come una blockchain separata, con il proprio set di saldi contabili e smart contract. Tuttavia, a differenza delle blockchain completamente indipendenti, gli shard comunicano e si coordinano tra loro tramite la catena principale o uno strato che garantisce la sicurezza e la coerenza dei dati in tutta la rete.

Nel contesto di Ethereum 2.0, lo sharding mira ad affrontare la scalabilità distribuendo la responsabilità dell'elaborazione dei dati tra più shard. Ogni shard sarà in grado di elaborare transazioni e smart contract indipendentemente, aumentando così la capacità complessiva della rete. L'implementazione iniziale dello sharding in Ethereum 2.0 dovrebbe concentrarsi principalmente sul migliorare la disponibilità dei dati, il che a sua volta migliorerà la scalabilità delle soluzioni di livello 2 permettendo loro di fare riferimento ai dati memorizzati sulle shard chains.

I validatori giocheranno un ruolo cruciale nella sicurezza e nel funzionamento della rete Ethereum shardata. Saranno assegnati casualmente a diversi shard, garantendo che nessun singolo shard sia eccessivamente influenzato o controllato da un gruppo specifico di validatori. Questo assegnamento casuale aiuta a migliorare la sicurezza della rete rendendola più resistente ad attacchi coordinati o manipolazioni.

Con l'evoluzione di Ethereum, le specifiche dello sharding e della sua implementazione potrebbero essere perfezionate.

Cronologia di Eth 2.0

Il passaggio a Eth 2.0 è una transizione graduale e multi-fase che si sta svolgendo secondo la seguente cronologia:

Beacon Chain. Distribuita con successo nel dicembre 2020, la Beacon Chain ha introdotto un meccanismo di consenso Proof of Stake (PoS), operando in parallelo con la rete Ethereum esistente. Questa fase non elaborava ancora transazioni o smart contract ma gettava le basi per un nuovo modello di consenso PoS. È stata stabilita una "beacon chain" per memorizzare il registro dei validatori e funzionare in parallelo alla mainnet di Ethereum, ma durante la fase Beacon Chain, Ethereum ha continuato a fare affidamento sul meccanismo di consenso Proof of Work.

The Merge. Completata nel settembre 2022, questa fase cruciale ha visto la mainnet originale di Ethereum, che funzionava su Proof of Work (PoW), fondersi senza problemi con il sistema PoS della Beacon Chain. Questa transizione ha segnato la fine del mining ad alta intensità energetica su Ethereum, adottando completamente il PoS per la sicurezza e il consenso della rete. Di conseguenza, il consumo energetico di Ethereum è diminuito significativamente, aprendo la strada a operazioni blockchain più efficienti e scalabili.

Sharding. Dopo il Merge, Ethereum prevede di implementare lo sharding per aumentare drasticamente la capacità della rete e ridurre le commissioni di transazione. Lo sharding dividerà la rete in più porzioni (shard), ognuna delle quali sarà in grado di elaborare transazioni e smart contract indipendentemente. Questo espanderà la capacità complessiva della rete Ethereum, permettendole di elaborare molte più transazioni al secondo e rendendola più accessibile agli utenti di tutto il mondo. Le fasi iniziali dello sharding si concentreranno sulla distribuzione dei dati tra gli shard, con fasi successive mirate a permettere agli shard di eseguire indipendentemente smart contract e gestire account, migliorando ulteriormente la scalabilità e l'efficienza della rete. L'introduzione dello sharding è prevista per iniziare in fasi.

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