Ethereum 2.0 spiegato in maniera semplice

Ethereum 2.0 si riferisce a una serie di aggiornamenti che mirano ad affrontare le attuali limitazioni di Ethereum. Tra le principali sfide da affrontare vi è una scalabilità limitata, problemi con l'algoritmo di consenso e un dispendio energetico eccessivo. 

• Ethereum 2.0 è un aggiornamento della rete Ethereum che aggiorna diversi aspetti dell'ecosistema e mira a risolvere una serie di problemi 

• La scalabilità è una delle caratteristiche principali di Ethereum 2.0

• Con Ethereum 2.0, la rete passerà a un algoritmo proof-of-stake

In questa lezione, imparerai a conoscere Ethereum 2.0.

Poiché la rete di Ethereum sta acquisendo un numero sempre maggiore di utenti, è sempre più evidente che, per potersi assicurare un futuro, è necessario che la rete superi i propri problemi interni. Queste sfide includono la limitata scalabilità, le limitazioni e le conseguenze dell'algoritmo di consenso proof-of-work, nonché un dispendio energetico troppo elevato. Ether è una delle altcoin più note, mentre i token ERC20 sono tra i token più popolari sulla blockchain di Ethereum. Ethereum 2.0 è un aggiornamento della rete Ethereum attuale e il suo obiettivo è quello di affrontare diversi problemi per migliorarne l'ecosistema.

Ethereum 2.0 non è un aggiornamento che entrerà completamente in vigore in un momento stabilito. Questo aggiornamento va inteso piuttosto come un processo che prevede l'applicazione graduale di nuove funzionalità nell'arco di due anni per garantire una transizione fluida dall'ecosistema esistente alla rete aggiornata. 

Le tre tappe principali di questo processo sono:

• L'implementazione della catena Beacon, che sarà un elemento di governo dell'ecosistema

• Le catene di shard, che vengono impostate per aumentare la disponibilità dei dati e diminuire il tempo di elaborazione delle transazioni;

• L'ancoraggio della mainnet di Ethereum. 

Il completamento dell'integrazione è previsto per il 2023. 

Fase zero: il lancio della catena Beacon

La catena Beacon è attiva dal 1° dicembre 2020. Essendo il primo elemento di Ethereum 2.0, il suo lancio viene talvolta indicato come Fase zero. La catena Beacon è il meccanismo di coordinamento del nuovo ecosistema Ethereum e prenderà il controllo una volta che tutti gli aggiornamenti di Ethereum 2.0 saranno stati implementati.

La catena Beacon è essenziale per introdurre la proof-of-stake (in questo caso, lo staking avviene in ETH) nell'ecosistema Ethereum. La catena Beacon è anche l'entità di coordinamento dei 64 shard che verranno introdotti successivamente durante la fase delle catene di shard. 

La catena Beacon è essenziale per introdurre la proof-of-stake (in questo caso, lo staking avviene in ETH) nell'ecosistema Ethereum.

È importante notare che la catena Beacon non ha cambiato nulla nella mainnet di Ethereum. Le due reti funzioneranno parallelamente e tutto continuerà a funzionare come prima sulla mainnet di Ethereum.

Fase uno: le catene di shard

In quella che viene definita la Fase uno, l'ecosistema passerà gradualmente dall'esecuzione di tutto su un'unica blockchain principale alla distribuzione del carico di dati a 64 shard (blockchain). 

Come hai imparato nella lezione 8 della sezione Esperti di Bitpanda Academy, uno shard è una blockchain separata in un ecosistema che è collegato alla blockchain principale e ad altri shard all'interno dello stesso ecosistema. In Ethereum 2.0, nello specifico, i 64 shard iniziali saranno interconnessi e governati dalla catena Beacon una volta implementata l'ultima fase dell'aggiornamento.

Questi shard saranno controllati e collegati dalla catena Beacon. In questo modo gli shard potranno comunicare e trasferire i dati tra loro proteggendo l'ecosistema e gli shard verranno eseguiti secondo l'algoritmo. Ciò consente una convalida più rapida delle transazioni, in quanto i validatori devono concentrarsi solo su un singolo shard (blockchain) relativamente compatto, uno dei 64 che sono stati assegnati loro, invece di occuparsi di un'unica imponente blockchain.

Aumentare la capacità di transazione

Grazie a questo aggiornamento, la rete Ethereum diventerà più scalabile in quanto sarà possibile elaborare un maggior numero di transazioni. Inoltre, i requisiti hardware sono destinati a diminuire in modo significativo per i validatori, dato che ogni validatore memorizza solo i dati del proprio shard. In futuro, queste modifiche potrebbero consentire l'esecuzione di Ethereum anche su un telefono cellulare o un laptop.

Se gli shard saranno utilizzati per eseguire DApp e transazioni non è ancora stato deciso. Tuttavia, sicuramente consentiranno di archiviare e accedere più facilmente ai dati. Questa fase di implementazione degli shard è ancora in corso e il completamento è previsto per il 2023.

Fase due: l'ancoraggio alla mainnet di Ethereum

Dopo questa implementazione, l'attuale catena mainnet di Ethereum verrà "ancorata" (connessa) al nuovo ecosistema a 64 shard, portando al completamento dell'aggiornamento di Ethereum 2.0 nel corso della Fase 1.5. 

Con l'aggiornamento, l'algoritmo proof-of-work sarà eliminato dall'ecosistema di Ethereum, e sostituito in tutto e per tutto da quello proof-of-stake su tutta la rete. La mainnet, una volta ancorata, consentirà di eseguire contratti intelligenti nel rinnovato ecosistema di Ethereum. 

Fino a quando non avverrà l'ancoraggio, la mainnet di Ethereum continuerà a funzionare senza nessuna delle modifiche di Ethereum 2.0, in parallelo alla catena Beacon e ai suoi shard. L'ancoraggio dovrebbe essere completato tra il 2022 e il 2023, secondo quanto riportato da ethereum.org.

Che cos'è Ethereum 2.0?

Ethereum 2.0 si riferisce a una serie di aggiornamenti che mirano ad affrontare le attuali limitazioni di Ethereum. Questi includono la scalabilità limitata, le limitazioni dell'attuale algoritmo di consenso proof-of-work e gli effetti negativi che il significativo consumo energetico della rete ha sull'ambiente. 

Le idee principali di Ethereum 2.0 sono state elaborate da Vitalik Buterin, fondatore di Ethereum, e dal ricercatore Vlad Zamfir all'epoca della creazione della rete Ethereum e da allora sono state messe in pratica.    

Caratteristiche principali di Ethereum 2.0

Maggiore scalabilità

Finora, la rete Ethereum è stata composta da un'unica blockchain, la mainnet di Ethereum. Ciò significava che il numero di transazioni nella mainnet era limitato a 15-45 al secondo. Per risolvere questo problema, la rete sta passando da una sola catena (la mainnet di Ethereum) a un totale di 64 catene (shard) nell'ambito dell'implementazione di Ethereum 2.0, diminuendo in questo modo il tempo necessario per la convalida delle transazioni. 

Modifica dell'algoritmo di consenso

La sicurezza della rete si basa attualmente sull'algoritmo di consenso proof-of-work. Sullo sfondo, rimane sempre la remota possibilità di un attacco al 51%, che è un rischio improbabile ma comunque reale. Ad esempio, Ethereum Classic, una fork di Ethereum, è stato ripetutamente vittima di attacchi al 51%. 

Inoltre, l'algoritmo proof-of-work richiede un'elevata potenza di calcolo, che consuma grandi quantità di elettricità. Pertanto, si prevede che la transizione risolva anche gli aspetti ambientali e i difetti di sicurezza della rete esistente. Con Ethereum 2.0, l'ecosistema passerà a un algoritmo proof-of-stake. 

Per diventare un validatore di transazioni nella rete, ovvero colui che verifica la legittimità delle transazioni in cambio di un compenso in ETH (Ether), l'aspirante validatore deve innanzitutto mettere in staking le proprie criptovalute ETH. Staking, in questo caso, significa che un validatore fornisce un minimo di 32 ETH.

Staking sulla rete aggiornata

Più ETH un validatore mette a disposizione per lo staking, maggiori sono le sue possibilità che gli venga assegnato un incarico di convalida, per il quale riceverà delle ricompense. Mettendo in staking un numero sufficiente di ETH, chiunque può diventare un validatore senza bisogno di potenza di calcolo ad alte prestazioni (come avviene nel sistema proof-of-work), riducendo così il consumo di elettricità della rete e rendendola più ecologica.

L'algoritmo proof-of-stake protegge inoltre la rete dalla possibilità di attacchi coordinati che potrebbero derivare da un soggetto che controlla il 51% o più della potenza di calcolo complessiva della rete. 

Vantaggi dello staking

Con l'algoritmo proof-of-stake, se uno o più validatori dovessero agire illegalmente, tentando un attacco a uno shard, l'algoritmo sarebbe in grado di distruggere automaticamente la loro partecipazione. Pertanto, questo sistema di penalità ha lo scopo di disincentivare qualsiasi attacco coordinato. Inoltre, con l'adozione dell'ecosistema a 64 shard, i validatori saranno assegnati e distribuiti in modo casuale tra questi shard, al fine di ridurre notevolmente la possibilità di un attacco pianificato e concentrato contro un singolo shard.