E’ un momento di particolare eccitazione attorno ad Ethereum, la piattaforma blockchain decentralizzata per la creazione di smart contract e la cui criptovaluta ad essa legata, Ether, è seconda per capitalizzazione di mercato alle spalle di Bitcoin. Nei prossimi giorni è infatti previsto “The Merge“, un evento chiave per il futuro e lo sviluppo della piattaforma.

The Merge è il nome con cui la community attorno ad Ethereum identifica il momento di passaggio dalla blockchain originaria, il cui meccanismo di consenso è basato sulla Proof of Work, verso una nuova blockchain basata su Proof of Stake.

Si tratta di un passo atteso da tempo, e più volte rimandato, ma che ormai è prossimo al compimento: l’ultimo aggiornamento ad Ethereum, avvenuto nei giorni scorsi e noto con il nome in codice di Bellatrix, ha di fatto innescato un conto alla rovescia al termine del quale avverrà il passaggio. Non è possibile stabilire un momento esatto ma solo indicativo, in quanto il conto alla rovescia è legato al raggiungimento di una particolare soglia sull’attuale blockchain di Ethereum. Superata quella soglia ogni nuovo blocco verrà creato solamente da validatori PoS.

Il nome The Merge significa “fusione”: ma fusione di cosa e con cosa? Ovviamente a “fondersi” sarà la blockchain originaria di Ethereum (mainnet) e lo farà con la Beacon Chain, la catena lanciata a dicembre 2020 e già operante in parallelo con protocollo Proof of Stake, che in questi due anni ha funzionato come banco di prova per verificare la sicurezza e la stabilità del nuovo protocollo di consenso preparando così il terreno alla migrazione.

 

 

Ora che le fasi di test, consolidamento e sperimentazione sono concluse, è arrivato il momento di effettuare il passaggio, che gli sviluppatori Ethereum descrivono con un’analogia:

L’attuale mainnet di Ethereum contiene tutte le transazioni e gli smart contract da quando, nel luglio del 2015, ha “preso vita” con il genesis block. Con The Merge tutto lo storico della mainnet non andrà perso ma verrà trasferita gradualmente verso la nuova blockchain. A valle di The Merge la Beacon Chain diventerà di fatto la nuova mainnet di Ethereum.

Dicevamo che la migrazione avrà l’effetto di cambiare il meccanismo di consenso: abbandonando la Proof of Work, anche le attività di mining cesseranno in quanto non avrà più la funzione di produzione di blocchi validi. Questi saranno invece prodotti dai nuovi validatori Proof of Stake, che saranno responsabili di approvare le transazioni assicurando al contempo che non si verifichino episodi di double-spending.

Per maggior chiarezza andiamo a ricordare le differenze concettuali tra Proof of Work e Proof of Stake:

• Proof of Work (PoW): si tratta di una forma di prova crittografica dove una parte (il prover) dimostra ad altri (i verifier) che una certa quantità di sforzo computazionale (work) è stato compiuto ad un certo scopo. In una blockchain altamente partecipata, come quella di Bitcoin, Ethereum e le altre criptovalute più note, il PoW è la base per il meccanismo di consenso dove i partecipanti alla rete (i miner) competono per aggiungere blocchi validi alla catena, con ciascun miner che ha una probabilità di successo proporzionale allo sforzo computazionale impiegato. Il principale pericolo alla sicurezza della rete è rappresentato dai cosiddetti attacchi al 51%: se un’entità potesse controllare il 51% della potenza computazionale della rete, allora potrebbe di fatto prendere il controllo della blockchain.
• Proof of Stake (PoS): nasce espressamente come meccanismo di consenso, basato sul concetto che un partecipante alla rete dimostra il suo interesse a giocare secondo le regole mettendo una posta in gioco (at stake). Nei sistemi PoS i partecipanti non competono per l’aggiunta di un blocco, ma vengono scelti in maniera pseudo-casuale dalle regole del protocollo. La posta in gioco ha l’effetto di dissuadere il partecipante a compiere validazioni fraudolente poiché andrebbe a perdere una parte consistente della posta in gioco e verrebbe escluso dalla partecipazione alla rete. In altri termini, il partecipante che prova a forzare il sistema rischierebbe di perdere molto di più di quel che può guadagnare. Il principale pericolo alla sicurezza della rete è in questo caso rappresentato dal fenomeno “nothing at stake”, ovvero in cui la posta in gioco è così minima da rendere conveniente il rischio di perderla in un tentativo di validazione fraudolenta.

Il passaggio verso PoS permetterà di meglio concretizzare quella che è stata la visione originaria che ha portato alla realizzazione di Ethereum, passando ad una rete più scalabile, più sicura e più sostenibile. E’ in particolare il tema della sostenibilità che sta catalizzando l’attenzione, poiché con il passaggio a PoS Ethereum promette di abbattere del 99,95% il consumo energetico necessario per il funzionamento della rete.

 

 

La Proof of Work, del resto, implica l’esecuzione di un lavoro e pertanto un consumo energetico. Il lavoro di validazione tramite PoW è remunerativo per chi lo compie (si riceve una ricompensa allo scopo di incentivare la partecipazione alla rete) e, come dicevamo sopra, in particolare è remunerativo per chi per primo “risolve” il blocco da aggiungere alla blockchain: ne consegue che chi può disporre di maggior potenza di calcolo ha maggiori probabilità di vincere la “gara” e ricevere la ricompensa. Il consumo energetico – e con esso le eventuali emissioni di gas serra – tende quindi ad impennarsi poiché più potenza computazionale viene messa al servizio della PoW, maggiore è il guadagno che se ne può trarre. Non solo, in una blockchain Proof of Work il prezzo del token e la potenza computazionale necessaria per la validazione dei blocchi hanno una correlazione diretta: quando il prezzo cresce, aumenta l’interesse nel compiere azioni fraudolente, e di conseguenza si rende necessario un maggior lavoro per mantenere la rete al sicuro.

Nel caso del meccanismo Proof of Stake è la sicurezza della rete ad essere direttamente correlata con il prezzo del token: con esso aumenta infatti la posta in gioco dei validatori, l’interesse ad operare rispettando le regole del gioco è maggiore, ma il consumo energetico necessario ad eseguire le operazioni di validazione resta lo stesso. Questo accade perché invece di utilizzare il lavoro – e quindi il consumo energetico – come deterrente al compiere azioni fraudolente, la proof of stake richiede al validatore di bloccare a garanzia una certa quantità di token (la famosa posta in gioco di cui sopra), che nel caso di Ethereum è di 32 ETH che al cambio attuale di poco meno di 1700 dollari al momento in cui scriviamo, corrisponde ad una somma complessiva superiore ai 50 mila dollari.

Ovviamente anche nel meccanismo PoS esiste una ricompensa per incentivare la partecipazione: a differenza però della PoW che è a tutti gli effetti una gara, il meccanismo PoS va a scegliere in maniera dal tutto casuale i validatori di un blocco: non c’è nessun modo per aumentare le probabilità che un nodo specifico venga scelto.

Se volessimo semplificare enormemente il discorso possiamo paragonare la validazione tramite PoW alla complessa attività di un matematico impegnato a risolvere una difficile equazione, mentre nel caso della PoS non è nulla più che una semplice attività notarile di apporre una firma su un foglio. Per questo motivo non è richiesto nessun hardware particolare per il funzionamento dei software di validazione di Ethereum su PoS: gli sviluppatori Ethereum parlano di un “comune notebook”, che tuttavia dovrà restare operativo 24:7 poiché il protocollo prevede delle penali nel caso in cui un validatore non “rispondesse alla chiamata”. Esisterà pertanto sempre un consumo energetico, ma oltre ad essere ovviamente imparagonabile a quello necessario per l’operatività di un validatore PoW, il funzionamento intrinseco del meccanismo PoS avrà l’effetto di non portare ad una crescita incontrollata di questo consumo. Anzi, sarà ovviamente interesse dei validatori cercare di ridurre per quanto possibile il consumo energetico del dispositivo che utilizzeranno per partecipare al meccanismo di consenso.

 

 

The Merge non è però un punto di arrivo: il passaggio a PoS sarà fondamentale per consentire nei prossimi mesi un’ulteriore evoluzione della blockchain, nota come “sharding” che permetterà di fatto di aumentare la capacità della blockchain e le sue prestazioni in termini di numero di transazioni processate al secondo e, in una fase ancora successiva, di eseguire codice e supportare smart contract. Perché si possa procedere con lo sharding, tuttavia, è prima opportuno che The Merge possa compiersi senza problemi. Per quanto in molti sembrano dare per scontata una migrazione senza problemi, è comunque opportuno tenere in considerazione che si tratta di un aggiornamento complesso di una piattaforma che attualmente ha un valore di oltre 200 miliardi di dollari e che supporta centinaia di applicazioni decentralizzate. Non esattamente una passeggiata, insomma. Fino ad ora tre testnet hanno effettuato la migrazione con successo, pur con alcuni problemi minori. In generale il processo di migrazione potrebbe subire qualche rallentamento nel caso in cui vi fossero molti nodi non aggiornati. Secondo i dati di Ethernodes, al momento sul totale dei nodi Ehtereum in funzione, circa l’84% è aggiornato e pronto ad affrontare il passaggio.

 

Vitalik Buterin, creatore di Ethereum 

Se la migrazione avvenisse con successo ed Ethereum riuscirà nel concreto a portare maggior sicurezza, scalabilità e sostenibilità, allora la blochcain ideata da Vitalik Buterin potrebbe assumere un rinnovato ed accresciuto interesse da parte di imprese e investitori istituzionali. Allo stato attuale delle cose The Merge dovrebbe avvenire tra il 13 e il 15 settembre prossimi: la macchina è in movimento, fra una settimana se ne vedranno gli esiti.