Cosa rende la Blockchain Universa così veloce?

In questo articolo scoprirai qualcosa in più sull’architettura della Blockchain Universa. Nel caso ti fossi perso l’introduzione, sentiti libero di leggerla qui.

Universa come blockchain veloce

La velocità di una blockchain è uno dei pilastri del trilemma della blockchain. Devi trovare il giusto equilibrio tra scalabilità, decentralizzazione e sicurezza.

Per la Blockchain Universa, la velocità non è un problema. Come hai letto nel post introduttivo, la blockchain Universa si basa sui principi di verifica anziché di esecuzione, questo è uno dei motivi principali per cui la velocità non è un problema.

Al momento, la Blockchain Universa può elaborare 25.000 transazioni al secondo. In realtà, questo è solo un numero e non il principale punto di forza. Ma avendo questo come base, molti use cases possono essere costruiti su di esso. Puoi consultare il benchmark della rete in tempo reale sulla mainnet.

Ma cosa rende Universa così veloce rispetto a Bitcoin e Ethereum?

Prima di tutto, l’architettura di Bitcoin è completamente diversa. Bitcoin è progettato per essere una valuta, ovvero principalmente per fornire la funzione di “trasferimento di valore”. BTC è inteso come moneta forte che deve sostituire le valute legali. Le monete forti hanno bisogno di grossi sforzi per ottenerle (minarle). Storicamente, le valute legali erano legate all’oro, che è anche difficile da ottenere e da produrre. Con il protocollo Proof-of-Work (PoW), Bitcoin ha uno scopo diverso rispetto alla Blockchain Universa.

Bitcoin è l’infrastruttura di regolamentazione per la valuta BTC, quindi questi “sforzi”, sotto forma di mining, sono necessari affinché la valuta abbia valore. Ma il network, con migliaia di nodi, richiederà del tempo prima che ogni nuovo blocco si diffonda su di esso. Durante questo periodo, la maggior parte dei nodi proverà a estrarre il blocco anche se non è ancora effettivo. Per trovare il punto giusto tra la valuta che ha un valore e i nodi che estraggono blocchi in conflitto, l’algoritmo di Bitcoin rallenta intenzionalmente la generazione di blocchi alla velocità di 1 blocco ogni 10 minuti. Ecco perché la catena principale di Bitcoin può elaborare circa 7 tps, avendo poi soluzioni di secondo livello off-chain per migliorare la velocità. Con il meccanismo Proof-of-Work, la rete necessita sia di uno spreco di hashrate, sia di rallentare il mining (fino alla velocità di 1 blocco ogni 10 minuti, come già detto nel caso di Bitcoin) per essere in grado di generare blocchi.

La Blockchain Universa è un’infrastruttura distribuita, per uno use case completamente diverso. Per questo use case, l’efficienza pratica è più importante dello ‘sforzo intenso’. La Proof-of-Work in questo caso non è utile. Il token UTN non deve essere minato, quindi non ha bisogno di alcun artificio per aumentare la difficoltà per produrlo. Ecco perché Universa adotta il meccanismo Proof of Authority.

Proof of Authority (PoA)

Non aver bisogno del Proof-of-Work non significa che puoi semplicemente eliminare questo aspetto dal network. Le transazioni devono ancora essere elaborate dai nodi, che devono raggiungere un consenso per ciascuna transazione. Ma con Universa, il raggiungimento di questo consenso non dipende dall’hash power.

Se più del 90% di tutti i nodi verifica lo stato più recente della transazione come “valido”, la revisione del contratto viene aggiunta al DAG. Un DAG è un Grafico Aciclico Diretto, una struttura blockchain non lineare. Quindi ricorda: non prevede un’aggiunta di blocchi in una struttura lineare.

Per diventare un nodo devi richiedere una licenza, da qui l’aspetto di “Autorità”. Per aziende e governi questo è importante. Garantisce un ambiente stabile in cui i nodi sono regolati per mantenerli costantemente impiegati nel loro “lavoro”. Garantisce inoltre la possibilità di raggiungere il consenso in tempi più brevi. Ciò si traduce in una rete ad altissima velocità.

Con la licenza, basata su una procedura KYC, nessuno vuole rovinare il sistema. Previene, ad esempio, attacchi Sybil contro la rete. Alcune persone potrebbero pensare a questo come una violazione della decentralizzazione. Ma c’è una differenza tra l’approccio “praticamente efficiente” di Universa e l’atteggiamento “teoricamente perfetto” ispirato a Bitcoin.

L’architettura di Bitcoin si sforza di essere accademicamenteaccurata, ma la realtà dimostra che anche la rete Bitcoin ha a che fare con la centralizzazione. Pensa a grandi pool di mining; vari “fork di Bitcoin” che utilizzano la stessa architettura esponendosi tutti ai 51%-attacks. Questa è la dimostrazione che l’architettura stessa non è una “prova di decentralizzazione”. Mentre Universa, come istituzione “apparentemente centrale”, controlla la licenza, con controlli sul “mondo reale” dei proprietari dei nodi, impedendo effettivamente la centralizzazione in modo pratico.

Tra le fonti scritte di Universa e nella Knowledge Base, a volte è possibile incontrare il termine “Proof-of-State”. È interessante notare come non debba essere confuso con il metodo del consenso (che è Proof-of-Authority come già sapete), in effetti non è affatto correlato al consenso. Viene applicato allo scopo principale della rete Universa: la verifica dello stato dei contratti, anche se il loro corpo di solito (per impostazione predefinita) non viene conservato o archiviato sulla blockchain.

A differenza di architetture Bitcoin e simil-Bitcoin, dove le transazioni vengono elaborate in blocchi, in Universa una transazione provoca la creazione di una nuova revisione dello smart contract. Ciò causa due cose:

  1. la rete (registro distribuito) non memorizza le informazioni di ogni blocco (precedente);
  2. la rete non memorizza affatto i dati sui blocchi non finali.

Questo, a sua volta, aumenta le prestazioni della blockchain. Mantiene la velocità e aumenta l’anonimato.

PoA anziché PoW aiuta anche a mantenere la sicurezza e le prestazioni. Non è necessario ‘perdere’ tempo per inutili attività di mining. Aiuta nella finalità dei dati, poiché le transazioni devono essere verificate da ogni nodo in un tempo breve e limitato. Con PoA i proprietari dei nodi cercano di supportare il tempo di attività del nodo, evitando i rischi di perdere il vantaggio e, nella peggiore delle violazioni, anche la licenza del nodo. Ciò rende la rete più stabile e la struttura della connessione di rete (la cosiddetta “topologia di rete”) viene modificata con minore frequenza. Tutti i nodi possono semplicemente conoscere tutti i loro peer e terminare la registrazione dell’intera rete della transazione in un tempo limitato.

Ed è la Proof-of-Authority che rende possibile tutto questo.

Nessuna macchina virtuale

Abbiamo dunque confrontato Universa con Bitcoin. Ma cosa la rende molto più veloce di Ethereum?

Innanzitutto è importante comprendere lo scopo di ciascun nodo di Ethereum. È una macchina virtuale (VM) in cui vengono eseguiti i dati. Per fare ciò, devi caricare i dati nella blockchain.

Ethereum è anche Turing-complete. Questo termine significa che ogni tipo di “elaborazione di dati” o calcolo può essere fatto all’interno del “programma” o blockchain. Tutto sommato: tutto accade all’interno della blockchain Ethereum. La completezza del Turing è una bella funzionalità che ti consente di creare un programma che fa qualsiasi cosa. Ma è anche una responsabilità, perché alcuni utenti, incautamente o intenzionalmente, possono creare un programma che si blocca o si sospende, bloccando così l’intero nodo. Ecco perché i sistemi Turing-complete sono destinati ad avere le Macchine Virtuali, che salvano il nodo dal pericolo di blocco ma funzionano più lentamente del codice nativo.

Ricordi che la Blockchain Universa NON memorizza i corpi dei contratti? In realtà, non succede proprio nulla all’interno della blockchain. Questa infatti verifica solo lo stato di un contratto. La verifica può essere effettuata facilmente controllando se l’hash del contratto è valido e le regole scritte nel contratto sono soddisfatte. In nessun momento ciò implica qualcosa di completo di Turing – e quindi incline a sospendere/bloccare; dunque in nessun momento Universa ha bisogno di una VM lenta. Ciò migliora drasticamente la velocità.

Un hash è un pezzo di testo codificato che rappresenta il documento/contratto originale. È una stringa di 128 simboli, che è facile da verificare ad altissima velocità. Sarai in grado di leggere di più sugli hash (HashID) nell’articolo sulla sicurezza o visitare l’appropriato Articolo del KB.

Per riassumere: in Ethereum uno smart contract viene eseguito in un ambiente distribuito. In Universa, basta scrivere un documento strutturato e lasciare che la rete ne verifichi lo stato. La verifica del contratto è la più veloce possibile, senza alcun codice che richiede macchine virtuali lente.

Sommario

Concludiamo con i sei aspetti principali che rendono la Blockchain Universa abbastanza veloce da elaborare (o verificare) migliaia di transazioni:

  1. Nessun mining o “sforzi intensi”;
  2. Revisioni anziché aggiunte;
  3. Un ambiente di rete stabile grazie alla PoA;
  4. Memorizzare lo stato, anziché il corpo di un contratto;
  5. Non Turing-complete, tutti i calcoli lenti avvengono al di fuori della blockchain;
  6. Nessuna Macchina Virtuale, nemmeno una singola dApp verrà eseguita dalla rete stessa.

O ancora più in breve: protocollo sottile, client massiccio. La quantità di dati nella Blockchain Universa deve essere la più bassa possibile, mentre le possibilità per le applicazioni (al di fuori della Blockchain) devono essere immense. Universa lo rende possibile verificando, e non eseguendo.

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