Studiamo un po’ la blockchain, è ora di togliere l’hype

Il clamore che circonda Blockchain ha estrapolato le capacità e le applicazioni realistiche di questa nuova tecnologia. Questa frenesia ha reso difficile per aziende, sviluppatori e investitori comprendere i limiti pratici e identificare le applicazioni corrette appropriate per la blockchain o la tecnologia di contabilità distribuita.

Karl Wüst e Arthur Gervais dell’ETH di Zurigo hanno recentemente pubblicato un documento sottoposto a revisione paritaria che presenta una metodologia strutturata che può aiutare a determinare la soluzione tecnica appropriata per risolvere un particolare problema applicativo. In questo post del blog, discuteremo questa metodologia e spiegheremo alcuni esempi applicati nel documento.

Confronto tecnologico

Le blockchain sono libri di sola aggiunta che sostanzialmente persistono (salva) lo stato. Lo stato può essere informazioni sulla transazione, dati di programma o documenti sottoposti a hash e così via. Fondamentalmente tutte le informazioni che devono persistere. I database sono lì da decenni per questo compito. Inoltre, Blockchain introduce una nuova classe di tecnologia utilizzata per la persistenza dello stato, con funzionalità aggiuntive tra cui firme digitali e resistenza alle manomissioni. Rivediamo le tre principali tecnologie.

Banche dati

Innanzitutto, i database (singoli, paralleli o distribuiti) sono stati utilizzati per decenni per preservare lo stato e i dati di query. Decenni di ricerca sono stati dedicati all’ottimizzazione dei diversi livelli di persistenza dello stato e di elaborazione delle query.

Naturalmente, hanno le prestazioni più elevate in termini di velocità di transazione e latenza delle query.

Tuttavia, in ogni momento, sono stati progettati per essere gestiti centralmente da un’unica autorità. Non è quindi necessario un meccanismo di consenso tra le diverse parti.

Blockchain senza permesso

Le blockchain senza autorizzazione sono libri pubblici (di stato) che non sono gestiti da un’autorità centralizzata. Cioè, la contabilità generale è distribuita in una rete dinamica di peer che può includere anche entità illegittime.

La genialità di Satoshi è stata quella di presentare un design che mantenga il consenso sullo stato distribuito in una rete dinamica e senza fiducia. Ciò significa che Blockchain senza autorizzazione può tollerare una (frazione di) rete con un comportamento bizantino o inaffidabile.

Poiché tutto ha un prezzo, il compromesso qui è il costo delle prestazioni (rendimento e latenza). In Bitcoin, il drastico calo delle prestazioni è dovuto al protocollo POW stesso. Che per progettazione è lento. Rispetto ai normali database, su qualsiasi blockchain senza autorizzazione, un calo delle prestazioni è inevitabile. Perché non importa cosa, per mantenere la consistenza dello stato distribuito. Deve esserci comunicazione tra i diversi peer nella rete (distribuiti geograficamente).

Blockchain con permesso

La Blockchain Autorizzata rappresenta un’opzione di progettazione ibrida. In particolare, non sono accentrate in un’unica entità. Tuttavia, sono autorizzati a un piccolo gruppo di peer fidati preselezionati che possono scrivere lo stato.

Poiché la rete di database non si adatta a un numero elevato di nodi pubblici, come nel caso di Blockchain senza autorizzazione. Le sue prestazioni in termini di throughput e latenza sono molto migliori.

Tuttavia, le sue prestazioni non possono competere con un database centralizzato.
Dopo aver osservato questi diversi sistemi. È facile vedere che non esiste una soluzione valida per tutti. Tutto è compensazione. Applicazioni diverse hanno requisiti diversi e quindi soluzioni appropriate diverse.

«Hai bisogno di una Blockchain?» Diagramma di flusso

Questa sezione descrive un diagramma di flusso generico di alto livello presentato nel documento per trovare la tecnologia giusta per la tua applicazione. Tieni presente che uno scrittore è un’entità che scrive nel database o nella blockchain.

Se la tua applicazione non richiede la persistenza dello stato. Quindi ovviamente non c’è bisogno di una blockchain o di un database.

Allo stesso modo, se c’è uno scrittore (stato). Quindi una blockchain non fornisce garanzie aggiuntive rispetto a un normale database. Al contrario, un database sarebbe più adatto in quanto più efficiente in termini di prestazioni.

Altrimenti se c’è più di uno stato scrittore prendiamo un’altra strada. Quindi sorge spontanea la domanda: è sufficiente avere un TTP (Trust Third) online o, in altre parole, deve essere a prova di manomissione? Se l’applicazione non può considerare attendibile una singola entità attendibile. Possiamo andare avanti per vedere se abbiamo ancora bisogno di una blockchain. In caso contrario, non è necessaria una blockchain. Sarebbe più efficiente, in termini di prestazioni, affidarsi a un’entità centralizzata.

La domanda successiva è «L’identità di tutti gli scrittori statali è nota?» Se non sono noti come il caso in una rete dinamica senza fiducia. Ad esempio, Internet, quindi una blockchain senza autorizzazione è la strada giusta da percorrere.

Altrimenti, se l’identità è nota, la domanda successiva è «Gli autori si fidano l’uno dell’altro?» Se è un sì, allora una blockchain non è più necessaria. È sufficiente un database con accesso in scrittura condiviso. Altrimenti, se gli autori non si fidano l’uno dell’altro, la tecnologia corretta da utilizzare è una blockchain consentita.

Infine, se si tratta di una blockchain autorizzata. A seconda che sia richiesta la verificabilità pubblica. Chiunque può leggere lo stato (blockchain autorizzata pubblicamente) o anche l’insieme dei lettori può essere limitato (blockchain privata).

Esempi di applicazioni

Diamo un’occhiata a una serie di esempi qui per capire quali applicazioni hanno senso su blockchain e quali no e perché.

Applicazioni che non necessitano di Blockchain

Supply Chain Management – Questa è davvero una delle applicazioni che emergono ripetutamente nello spazio. Seguiremo il diagramma di flusso per identificare quale tecnologia è più adatta.

Un SCM richiede certamente la memorizzazione dei dati. Sono coinvolti diversi scrittori. Cioè, i diversi partecipanti SCM che possiedono una certa parte del prodotto finale.

Continuando con la nostra metodologia, un SCM potrebbe tecnicamente sempre utilizzare un TTP online. Ad esempio, Skuchain ha riconosciuto che richiedeva solo un’unica fonte attendibile. Che però eliminerebbe la componente decentralizzata della blockchain. E quindi sarebbe equivalente a un server centrale fidato.

Se ciò non sarà possibile, almeno tutti gli autori saranno conosciuti. Il che ci consente di scegliere tra una blockchain autorizzata o meno.

Gli SCM hanno il problema intrinseco dell’interfaccia tra il mondo digitale e quello fisico. Un essere umano o una macchina sotto il controllo di un singolo scrittore. In genere è necessario registrare che una determinata merce è arrivata in un magazzino. E se, ad esempio, la sua qualità è appropriata. Se non c’è fiducia nel funzionamento di questi dipendenti. Quindi l’intera catena di approvvigionamento è tecnicamente compromessa poiché qualsiasi informazione può essere fornita da uno scrittore malintenzionato.

Sì, d’altra parte, tutti gli scrittori sono degni di fiducia. Non è necessaria alcuna blockchain perché è possibile utilizzare invece un database comune con accesso in scrittura condiviso.

Tieni presente che se con qualche mezzo tecnico, la connessione tra il mondo digitale e quello fisico potesse essere realizzata in modo sicuro. Quindi il ragionamento di cui sopra potrebbe cambiare.

Internet of Things: molti hanno suggerito possibili casi d’uso per la tecnologia blockchain nell’Internet of Things (IoT) in combinazione con contratti intelligenti con l’obiettivo di fornire sistemi autonomi che pagano per le risorse che consumano e ricevono un pagamento per le risorse che forniscono..

Poiché il sistema è intrinsecamente decentralizzato con entità che non si fidano l’una dell’altra. Usare una blockchain sembra naturale. Tuttavia, come con la gestione della catena di approvvigionamento. L’interfaccia tra il mondo fisico e il mondo digitale pone un potenziale problema.

Se i computer forniscono valori letti dai sensori alla blockchain, la blockchain non garantisce l’accuratezza di questi valori. Se si desidera solo l’automazione. Una blockchain potrebbe non essere necessaria se è possibile utilizzare una parte fidata.

Applicazioni adatte su Blockchain

Pagamenti interbancari e internazionali: nel caso delle applicazioni finanziarie, la tecnologia blockchain sembra essere adeguata in generale. Poiché le parti sono generalmente avverse al rischio e non vogliono fare affidamento su ipotesi affidabili.

Nei pagamenti interbancari, abbiamo più parti (le banche) che agiscono come scriventi e che vogliono scambiare titoli e transazioni. Quindi c’è uno stato per persistere. Le banche sono gli scrittori, e quindi c’è più di uno scrittore.

Nel caso di sistemi a moneta unica, la banca centrale può operare come TTP.
Altrimenti, c’è un’altra configurazione in cui la banca centrale non vuole fungere da verificatore per ogni transazione. Piuttosto, agisce solo come un’autorità di certificazione che autorizza le banche a partecipare al sistema. Ciò significa che tutti i writer di sistema sono noti e possiamo utilizzare una blockchain consentita.

Protocolli commerciali e di scambio equo: allo stesso modo, lo scambio di beni digitali è fattibile senza un mediatore di controversie fiduciarie ed è quindi perfettamente adatto per blockchain. Mentre lo scambio di beni fisici richiede comunque un terzo di fiducia in caso di controversie.

Voto elettronico: Allo stesso modo, il voto elettronico ha proprietà con cui le blockchain possono aiutare. Ad esempio, da un lato, la privacy è un requisito primario poiché i voti devono essere anonimi per evitare la coercizione. D’altro canto, il voto elettronico dovrebbe fornire una sorta di verificabilità pubblica. A causa dei requisiti, sembra ragionevole che la tecnologia blockchain possa aiutare a raggiungere queste proprietà desiderate.

conclusione

Contrariamente alla saggezza convenzionale, Blockchain non è una soluzione a tutti i problemi tecnici. In effetti, sono più adatti per una classe di applicazioni che soddisfano una serie di requisiti. In particolare, quelli che sacrificano le prestazioni a favore del decentramento e di uno status a prova di manomissione coerente. Tuttavia, molte delle applicazioni «promesse» non sono ancora applicabili per Blockchain, ad esempio la gestione della catena di approvvigionamento.

Bisogna stare molto attenti quando ci si avvicina a sviluppatori e imprenditori entusiasti che sono fortemente predisposti all’hype e che non mettono davvero in discussione i tecnicismi e le esigenze alla base delle loro soluzioni. Finora, sembra che le app che si occupano di beni e servizi digitali e che richiedono fiducia siano le più adatte per le blockchain.