Cos’è l’algoritmo Casper?

¿Qué es el algoritmo Casper?
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Leggendo il nome di Casper, potresti aver pensato automaticamente al piccolo e divertente fantasma che porta questo nome.

Tuttavia, Casper è anche il titolo di un aggiornamento molto atteso della rete Ethereum che farà cambiare gradualmente il meccanismo di consenso della piattaforma da prova di lavoro (Pow) a prova di partecipazione (Pos).

Quindi, Che cosa comporta questo aggiornamento? Come funzionerà? Come influenzerà la rete Ethereum? Nei paragrafi che seguono descriveremo ccos’è Casper e come funziona.

Perché l’algoritmo Casper?

Come abbiamo anticipato, Casper è un aggiornamento della rete Ethereum, chiamato anche Ethereum 2.0 o Serenity.

Ma prima di spiegare in che cosa consiste questo protocollo, è necessario analizzare i principali problemi che l’attuale rete Ethereum deve affrontare e che l’aggiornamento di Casper cerca di risolvere.

Ethereum, come bitcoin e molte altre criptovalute, utilizza un meccanismo di consenso di prova di lavoro (Proof of Work). Si tratta di un algoritmo in cui i partecipanti alla rete (miners) risolvono enigmi crittografici per convalidare le transazioni, creare nuovi blocchi e tenere al sicuro la rete.

Nonostante la sua popolarità, questo meccanismo di consenso presenta alcune limitazioni iimportanti.

  • Scalabilità: Il problema più grande che attualmente deve affrontare la rete Ethereum è la scalabilità. La rete Ethereum supporta centinaia di applicazioni decentralizzate e deve elaborare un numero elevato di transazioni al secondo..

Il maggiore utilizzo della rete Ethereum, grazie alla creazione di più Dapp e all’esecuzione di molte transazioni, ha portato ad un aumento dei tempi e dei costi delle transazioni. Affinché la rete raggiunga l’adozione di massa, è necessario compiere sforzi per aumentare in modo massiccio la velocità delle transazioni.

  • Sostenibilità ambientale: Un altro problema con i sistemi PoW è che hanno bisogno di un gran numero di miners con apparecchiature informatiche molto potenti che danno loro la possibilità di guadagnare ricompense. Questo si traduce in un incredibile spreco di energia che va contro la sostenibilità ambientale..

  • Decentralizzazione: Gli utenti che possono accedere ad attrezzature minerarie più veloci ed efficienti hanno maggiori probabilità di convalidare le transazioni, creare nuovi blocchi e guadagnare ricompense.

Ciò significa che il mining delle criptovalute che utilizzano Proof of Work è solitamente concentrato tra pochi gruppi di miners che, nel caso di Ethereum, rappresentano il 70% dell’hash rate, andando contro la filosofia di decentralizzazione che caratterizza le criptovalute.

Come funziona l’algoritmo proof-of-stake di Casper?

Come abbiamo detto nel paragrafo precedente, grazie all’aggiornamento di Casper, la blockchain di Ethereum passerà all’algoritmo Proof of Stake.

Di seguito vedremo in che cosa Casper si differenzia da altri protocolli di prova di partecipazione.

Prima di tutto, in questo tipo di algoritmo i miners saranno sostituiti da validatori.

Quindi il consenso sarà raggiunto attraverso il voto dei validatori. Come in ogni algoritmo basato su PoS, il voto di ogni validatore dipenderà dalla quantità di Ethers depositati, cioè dalla loro partecipazione.

Il meccanismo funziona in questo modo:

  1. I validatori scommettono una parte dei loro Ethers;
  2. In seguito, inizieranno a convalidare i blocchi da aggiungere alla catena;
  3. Una volta aggiunto un blocco, riceveranno una ricompensa proporzionale alle loro scommesse.

Una caratteristica molto interessante di Casper, che lo distingue dalla maggior parte degli altri protocolli POS, è che è progettato per funzionare in un sistema affidabile ed essere più tollerante nei confronti dei difetti bizantini..

Ciò significa che utilizza un processo attraverso il quale è possibile punire i validatori malevoli. Vale a dire, se un validatore agisce in modo dannoso sarà immediatamente punito e tutto ciò che ha scommesso sarà ridotto.

Lo stesso accade se i validatori hanno tempi di inattività molto lunghi con il loro nodo. La negligenza o pigrizia li farà perdere la loro scommessa.

FFG e CBC

Ad oggi sono state sviluppate due implementazioni di Casper:

  • Friendly Finality Gadget (FFG): È gestito da Vitalik Buterin e questo è il primo passo per la transizione della rete Ethereum da PoW a PoS, utilizzando un modello ibrido PoW/PoS. L’obiettivo è quello di creare una transizione fluida a Pos. La prima versione del codice è stato rilasciato nel maggio 2018.
  • Correct by Construction (CBC). CBC Casper è guidato da Vlad Zamfir e si basa su un oracolo di sicurezza per regolare costantemente un protocollo di PoS parzialmente costruito fino al completamento del sistema.

Anche se le due versioni sono state sviluppate per Ethereum, Casper è un modello di PoS che può essere adottato e attuato in altre reti blockchain.

FASI DI Ethereum 2.0

Secondo notizie aggiornate, Ethereum 2.0 dovrebbe essere lanciato in 3 fasi, entro il 2022.

  • Fase 0: In questa prima fase il meccanismo Proof of Stake (PoS) di Ethereum 2.0 è attivo e funzionante. L’aggiornamento della rete da PoW a PoS renderà Ethereum scalabile e funzionerà più velocemente e con meno potenza di calcolo.
  • Fase 1: avverrà nel 2021 e mira a migliorare drasticamente la scalabilità, con l’introduzione della frammentazione, che consentirà per la prima volta la validazione di transazioni parallele.
  • Fase 3: Nella terza e ultima fase, eWASM sarà lanciato come successore di EVM.

Lo scorso dicembre abbiamo assistito al lancio ufficiale della prima fase di Ethereum 2.0 (fase 0) con l’aggiornamento di Serenity che ha rappresentato il primo passo verso una migliore scalabilità e sicurezza. Questo aggiornamento ridurrà la congestione e gli alti costi del gas sulla rete Ethereum.

Vantaggi e svantaggi di Casper

VANTAGGI DI CASPER: Come abbiamo anticipato, il passaggio del meccanismo di consenso da Proof of Work a Proof of Stake di Casper risolverà i problemi legati alla scalabilità, aumentando la velocità delle transazioni e garantire l’adozione di massa di Ethereum; la sostenibilità ambientale, non avendo bisogno di apparecchiature potenti si risparmia sui costi energetici e sull’inquinamento ambientale; la decentralizzazione, evitando il problema che il mining è concentrato nelle mani di pochi gruppi ed è contraro al decentramento.

Un altro grande vantaggio di Casper è il miglioramento del livello di sicurezza della blockchain. Con la proof of stake è difficile che avvenga un attacco del 51% in quanto, grazie al meccanismo di punizione dei validatori, non varrebbe la pena provarci.

SVANTAGGI DI CASPER : Inizialmente Casper non promette una vera decentralizzazione poiché la partecipazione richiede inizialmente un deposito minimo di 1,500 ETH, (circa $3172,47). Inoltre i validatori più ricchi sono scelti più spesso, guadagnando più ricompense.

Questo rende la partecipazione di Ethereum fuori dalla portata dell’utente medio, favorendo il dominio delle cosiddette “balene”. Secondo Vitalik Buterin il requisito minimo sarà ridotto a 32 ETH una volta che Ethereum raggiunge il 100% di PoS dopo il CBC.

Con Casper i validatori bloccano ETH in un contratto intelligente da 3 a 12 mesi. La volatilità del prezzo dell’ETH espone i validatori al rischio di illiquidità significativo, pregiudicando la loro partecipazione.