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 il Proof of Stake?

Il 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 cripto (staking significa "bloccarli" inviandoli a un contratto intelligente specifico) sono selezionati casualmente per diventare validatori che propongono nuovi blocchi - e sono ricompensati per farlo. I validatori quindi assumono il ruolo che i minatori hanno in un sistema Proof of Work. I partecipanti che violano le regole del protocollo sono soggetti alla confisca, parziale o totale, degli asset messi in staking. Questo approccio di premi e punizioni è progettato per incentivare i partecipanti a contribuire alla validazione e all'ordinamento delle transazioni nei blocchi in conformità con le regole del protocollo.

Quali sono i vantaggi del Proof of Stake?

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

Migliorata efficienza energetica. Poiché il Proof of Stake non richiede ai partecipanti di dedicare potenza di elaborazione a un algoritmo di hashing Proof of Work, consuma notevolmente meno energia. Le stime indicano che Ethereum 2.0 consumerà meno dell'1% dell'energia consumata da Ethereum Proof of Work.

Migliorata capacità di scalare supportando le 'catene di shard.' Le catene di shard (vedi sotto) aumentano il throughput delle transazioni permettendo a una rete di creare blocchi multipli simultaneamente. Mentre in un sistema Proof of Work lo sharding riduce la potenza di hashing necessaria per compromettere ogni porzione 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 al Proof of Stake è necessario per abilitare lo sharding che, a sua volta, può essere una tecnologia di scalabilità efficace.

Aumentata decentralizzazione. Poiché il Proof of Stake elimina il mining basato sulla potenza di hash, 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 catene di shard, il pieno passaggio verso Ethereum 2.0 richiede un ampio insieme di validatori (più di 16.000). L'argomento è che questo grande numero di validatori renderà la rete meno soggetta a manipolazioni da parte di interessi speciali.

Quali sono gli svantaggi del Proof of Stake?

Meno comprovato. Mentre il Proof of Work è stato testato in battaglia per oltre un decennio nel Bitcoin e dal 2015 in Ethereum, il Proof of Stake ha un track record minore. Sebbene il Proof of Stake sia stato utilizzato in un certo numero di blockchain pubbliche senza incidenti, la complessità relativamente alta della sua implementazione in Ethereum significa che potrebbero esserci vettori di attacco o vulnerabilità ancora sconosciuti.

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

Che cos'è lo sharding?

Lo sharding è una tecnica di scalabilità progettata per migliorare significativamente l'efficienza e la capacità di una rete blockchain. Coinvolge la partizione dell'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 bilanci dei conti e contratti intelligenti. Tuttavia, a differenza di blockchain completamente indipendenti, gli shard comunicano e coordinano tra loro attraverso la catena principale o un livello che garantisce la sicurezza e la coerenza dei dati su tutta la rete.

Nel contesto di Ethereum 2.0, lo sharding mira ad affrontare la scalabilità distribuendo la responsabilità dell'elaborazione dei dati attraverso più shard. Ogni shard sarà in grado di elaborare transazioni e contratti intelligenti in modo indipendente, aumentando così la capacità complessiva della rete. L'implementazione iniziale dello sharding in Ethereum 2.0 è prevista per concentrarsi principalmente sul miglioramento della disponibilità dei dati, che a sua volta migliorerà la scalabilità delle soluzioni di livello 2 permettendo loro di fare riferimento ai dati memorizzati sulle catene di shard.

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.

Man mano che Ethereum continua a evolversi, le specifiche dello sharding e la sua implementazione potrebbero essere perfezionate.

Cronologia di Eth 2.0

Il passaggio verso Eth 2.0 è una transizione graduale e multi-fase che si svolge secondo la seguente cronologia:

Beacon Chain. Implementata con successo a dicembre 2020, la Beacon Chain ha introdotto un meccanismo di consenso Proof of Stake (PoS), operante in parallelo con la rete Ethereum esistente. Questa fase non elaborava ancora transazioni o contratti intelligenti ma ha posto le basi per un nuovo modello di consenso PoS. È stata stabilita una "catena beacon" per memorizzare il registro dei validatori e funzionare in parallelo alla rete principale di Ethereum, ma durante la fase della Beacon Chain, Ethereum ha continuato a fare affidamento sul meccanismo di consenso Proof of Work.

The Merge. Completata a settembre 2022, questa fase cruciale ha visto la fusione senza soluzione di continuità della rete principale originale di Ethereum, operante su Proof of Work (PoW), con il sistema PoS della Beacon Chain. Questa transizione ha segnato la fine del mining ad alta intensità energetica su Ethereum, adottando pienamente 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 la fusione, 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), ciascuna in grado di elaborare transazioni e contratti intelligenti in modo indipendente. Questo espanderà la capacità complessiva della rete Ethereum, permettendo 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 attraverso gli shard, con fasi successive che mirano a consentire agli shard di eseguire indipendentemente contratti intelligenti e gestire conti, migliorando ulteriormente la scalabilità e l'efficienza della rete. L'introduzione dello sharding è prevista per iniziare in fasi.