Il Trilemma della Blockchain. Cos’è e perché è importante

La blockchain, o catena di blocchi, è una tecnologia che utilizza una rete di computer (nodi) per gestire e aggiornare un registro di dati in modo sicuro e condiviso. Ogni nodo della rete mantiene una copia del registro, e le informazioni vengono verificate da più partecipanti, rendendo impossibile modificarle senza consenso. Questo sistema non richiede un’autorità centrale per controllare i dati, garantendo un processo trasparente e distribuito, dove tutte le transazioni sono visibili e protette da eventuali alterazioni. Tuttavia il sistema blockchain non è perfetto.

Il problema dei tre “corpi”

Uno dei problemi più discussi è il trilemma della blockchain, introdotto da Vitalik Buterin, co-fondatore di Ethereum, per descrivere le difficoltà nel raggiungere un equilibrio ottimale tra le tre proprietà fondamentali:

• La decentralizzazione è uno dei principi cardine della tecnologia blockchain. Il controllo e la gestione della rete non sono affidati a una singola entità, ma sono distribuiti tra un vasto numero di partecipanti (nodi) nella rete. Ogni nodo mantiene una copia del registro delle transazioni, contribuendo a garantire che il sistema sia aperto, trasparente e immune da manipolazioni. Un sistema blockchain decentralizzato riduce il rischio di corruzione, offre resistenza alla censura e consente una partecipazione più equa.

• La sicurezza si riferisce alla capacità della blockchain di resistere a manipolazioni e attacchi informatici. In un sistema sicuro è estremamente difficile modificare il registro delle transazioni una volta che queste sono state convalidate. Meccanismi come Proof of Work (PoW) o Proof of Stake (PoS) sono progettati per assicurare l’integrità del sistema e impedire che malintenzionati possano prendere il controllo della rete.

• La scalabilità è la capacità di una blockchain di gestire un elevato numero di transazioni per secondo (TPS). Per diventare una tecnologia di massa, una blockchain deve essere in grado di gestire milioni di utenti e transazioni senza rallentamenti o costi eccessivi.

Cosa succede se ottimizziamo una di queste proprietà?

Migliorando il livello di decentralizzazione della blockchain abbiamo una rete più ampia e sicura, ma compromettiamo la scalabilità. Potenziando invece la scalabilità, aumenta il TPS; tuttavia, gestire un numero elevato di transazioni richiede un sistema e una rete veloci e sicure per gli utenti. Con un alto grado di sicurezza della blockchain avremo finalmente una rete sicura ma lenta, poiché livelli di sicurezza elevati richiedono molte risorse computazionali, limitando la velocità delle transazioni e, di conseguenza, la scalabilità della rete.

Allora come possiamo rendere efficiente il sistema?

Il compromesso inevitabile

Secondo il trilemma, è estremamente difficile – se non impossibile – ottimizzare simultaneamente questi tre aspetti in un unico sistema blockchain. Questo significa che ogni blockchain, per quanto avanzata, deve scendere a compromessi tra questi elementi chiave, privilegiando due delle tre componenti a scapito della terza.

• Decentralizzazione e Sicurezza, ma poca Scalabilità: un esempio è Bitcoin con la sua rete fortemente decentralizzata e sicura, composta da migliaia di nodi sparsi in tutto il mondo che garantiscono la validità delle transazioni. Tuttavia, la sua scalabilità è limitata: Bitcoin può gestire solo circa 7 transazioni al secondo, un numero molto basso rispetto ai sistemi di pagamento tradizionali come Visa, che ne gestisce migliaia al secondo.
• Sicurezza e Scalabilità, ma poca Decentralizzazione: un compromesso che si trova in grandi aziende o consorzi che danno priorità alla sicurezza e alla scalabilità, a scapito della decentralizzazione.Quindi, solo un numero ristretto di nodi fidati ha il potere di validare le transazioni, il che riduce i tempi di elaborazione e aumenta il rischio di un controllo centralizzato.
• Scalabilità e Decentralizzazione, ma poca Sicurezza: questi sistemi potrebbero raggiungere una buona velocità di transazione e distribuzione, ma risultano più vulnerabili ad attacchi informatici mettendo a rischio transazioni, dati e l’intera rete.

L’importanza di risolvere il trilemma

A causa del trilemma, la blockchain presenta dei limiti importanti in diversi contesti:

• I servizi finanziari necessitano di un elevato livello di sicurezza e decentralizzazione, ma senza una buona scalabilità, le reti blockchain rischiano di non riuscire a competere con i sistemi centralizzati già esistenti, come le banche tradizionali o i processori di pagamento.

• L’uso delle criptovalute su larga scala dipende dalla capacità delle blockchain di gestire milioni di transazioni quotidiane in modo sicuro e decentralizzato. Allo stato attuale, molti sistemi blockchain non riescono a gestire i volumi richiesti senza incorrere in commissioni di transazione elevate e ritardi significativi.
• L’adozione della blockchain nei processi di supply chain o nel settore sanitario è influenzata dalla capacità della tecnologia di ottimizzare efficacemente tutti e tre gli elementi
  Investire nel sistema blockchain significa necessariamente fare i conti con il trilemma e trovare il miglior compromesso possibile tra i tre aspetti in base ai propri obiettivi e necessità. Tuttavia, esistono alcune soluzioni per risolvere, in parte, il problema. Tra le più diffuse troviamo:

• Sharding: Utilizzato da blockchain come Ethereum 2.0, suddivide la rete in sezioni più piccole (shard) che possono elaborare transazioni in parallelo, migliorando la scalabilità senza compromettere sicurezza e decentralizzazione.
• Sidechains: Queste catene secondarie sono progettate per alleviare il carico della blockchain principale, permettendo transazioni più veloci senza sovraccaricare la rete principale.
• Layer 2: Soluzioni come Lightning Network su Bitcoin, creano una seconda rete al di sopra della blockchain principale, gestendo microtransazioni e migliorando la scalabilità senza compromettere la sicurezza di base.
  Il trilemma è un problema pratico, reale e rappresenta una sfida per l’evoluzione e l’adozione della tecnologia blockchain. Sebbene sia difficile bilanciare decentralizzazione, sicurezza e scalabilità, l’innovazione continua a spingere per superare queste barriere.
  Il futuro della blockchain dipenderà dalla capacità di risolvere definitivamente il trilemma.

In collaborazione con Learn One Minute