Cosa rende Bitcoin fantastico? ONE scienziato è alla ricerca di una soluzione

Visa, PayPal, Bitcoin. L'ultimo, a quanto pare, non è come gli altri.

Potresti pensare, beh, certo. È unico rispetto alle istituzioni più vecchie, quelle che per prime hanno reso possibile la valuta digitale archiviando i dati di pagamento in database centralizzati.

Ma questo potrebbe essere solo ONE modo di vedere la cosa.

Gli informatici e gli sviluppatori sono QUICK a notare che il motivo per cui il Bitcoin è riuscito a decentralizzare il suo sistema monetario è perché migliora i precedenti protocolli di consenso informatico, un punto che la professoressa associata di Cornell Elaine Shi ha sottolineato nella sua presentazione al recente Conferenza sulla sicurezza blockchain di Stanford.

Anche dopo 30 anni di ricerca, ha spiegato Shi, i protocolli di consenso classici falliscono in certe condizioni. Ma lei crede che Bitcoin sia diverso perché è più "robusto".

Tuttavia, definire e spiegare matematicamente queste differenze T è così facile.

Shi ha detto a CoinDesk:

"Il successo del protocollo è in un certo senso più avanzato rispetto alla comprensione scientifica."

Nonostante la sfida, l'accademico sembra determinato a recuperare terreno.

Seduta al freddo dopo una lunga giornata di presentazioni sulla sicurezza, chiacchierava con entusiasmo delle proprietà uniche di Bitcoin.

Ha osservato che altre ricerche recenti hanno cercato di sviluppare una prova di sicurezza formale per Bitcoin e che i pensatori di IC3 e di altri istituti stanno ora cercando di segnalare potenziali vulnerabilità e di orientare la ricerca futura sul protocollo.

Eccitazione iniziale

La curiosità di Shi fu stuzzicata per la prima volta nel 2010 o 2011, quando lavorava per l'azienda Tecnologie Xerox PARC a Palo Alto.

Fu allora che il suo amico, un hobbista e minatore, le mostrò ilLibro bianco BitcoinLo lessero insieme, affascinati.

"Abbiamo cercato di capire perché il Bitcoin è decollato", ha affermato.

Dal suo punto di vista, era molto importante che la valuta trovasse così tanto utilizzo rispetto eCash, una Tecnologie messa a punto dal crittografo di lunga data David Chaum a metà degli anni '90.

"A quel tempo, adottarono Cripto più sofisticate. Ma T c'era molta trazione", ha detto.

Ha aggiunto di essere rimasta colpita dal fatto che, al contrario, il Bitcoin abbia avuto un'adozione più rapida e utilizzi una crittografia semplice: crittografia a chiave pubblica, firme e funzioni hash.

"ONE cosa importante per Bitcoin è stata che ha fatto gli incentivi giusti. Ha dato incentivi ai primi utilizzatori. Ci sono vari altri aspetti che forse ha fatto bene in termini di incentivi e forse ha aiutato con l'adozione e come ha guadagnato popolarità", ha aggiunto.

Consenso assonnato

Successivamente, Shi si trasferì all'Università del Maryland, dove continuò la sua ricerca Bitcoin , e poi alla Cornell Iniziativa per criptovalute e contratti(IC3), il centro universitario per lo studio di tutti gli aspetti della blockchain.

La sua presentazione a Stanford, "Ripensare il consenso su larga scala," ha parlato della sua nuova ricerca, volta a ripensare a come il Bitcoin potrebbe funzionare in modo diverso, ma mantenere le sue proprietà uniche. Il risultato è la sua proposta 'assonnato' modello di consenso.

Ha osservato che quando chiedeva perché le persone stessero esplorando l'uso di una blockchain piuttosto che di un protocollo classico studiato a lungo, come PBFT, le persone in genere rispondevano "perché è più robusto".

Questa è la saggezza comune. Ma, ha osservato, da una prospettiva accademica è stato difficile anche definire cosa significhi esattamente "robusto".

In questa luce, 'sleepy consensus' esplora un aspetto specifico della robustezza di bitcoin: la partecipazione sporadica, in cui i nodi possono entrare e uscire dal sistema a loro piacimento. Esamina inoltre se un sistema può essere altrettanto robusto senza proof-of-work, l'algoritmo che porta a ONE cronologia delle transazioni concordata

Nel modello di Shi ci sono nodi "dormienti" (ovvero offline) e nodi "svegli" (ovvero online e attivi).

Shi ha mostrato immagini di Biancaneve per mostrare ogni stato e per dimostrare che i nodi possono spostarsi tra questi due stati.

"Ad esempio, quando il principe bacia Biancaneve, lei si sveglia e continua a partecipare", ha detto. "Biancaneve è una principessa molto robusta".

ONE modo per testare la robustezza del sistema è vedere se riesce a raggiungere un accordo quando il 51% dei nodi online è "onesto" (e quindi non accetterà una transazione non valida), anche con questa proprietà di partecipazione sporadica.

I modelli classici falliscono qui. Infatti, Shi è arrivato al punto di dire che nessun protocollo classico, sincrono o asincrono, regge. Nemmeno quando il 99% dei nodi online è onesto.

Ha concluso che Bitcoin, come dice la saggezza convenzionale, è davvero robusto. È un sistema che è attivo e funzionante da otto anni e che continua a funzionare finché il 51% dei nodi è onesto.

Il consenso "sonnolento" si basa su quella robustezza, ma riorganizza il protocollo in un modo che abbandona la proof-of-work di Bitcoin.

Il team di ricerca ha scoperto che il sistema modificato era per certi versi più robusto, ma con la nuova costruzione sono emersi anche nuovi problemi di sicurezza.

Il lavoro è in corso e Shi ha affermato che, per ora, il protocollo è adatto alle blockchain di consorzio simili a quelle rilasciate da Hyperledger, basato su Linux.

Tuttavia, ancora una volta, ci sono forse altri elementi che contribuiscono alla "robustezza" del bitcoin.

Un altro progetto di Shi e IC3,Catene di frutta, esplora la componente teorica del gioco di Bitcoin, ovvero come incentiva i partecipanti ad agire in un modo che alla fine avvantaggia tutti.

Il risultato della ricerca è una proposta per una "blockchain equa", in cui le ricompense in blocco e le commissioni sulle transazioni sono distribuite equamente e c'è meno varianza nelle ricompense.

Analizzare ogni singolo pezzo potrebbe portare a qualcosa di più grande.

"In generale, abbiamo bisogno di una nuova base scientifica per tutto questo", ha affermato Shi.

Direzioni inaspettate

Tuttavia, Shi ha sottolineato che questa ricerca non mira a definire le cose solo per curiosità accademica.

Una volta che le persone avranno capito meglio i protocolli, ci saranno direzioni diverse, forse inaspettate, da prendere. In generale, i ricercatori avranno una migliore comprensione di come le blockchain pubbliche possano essere migliorate.

La proof-of-work è costosa, ad esempio, poiché potenti computer da tutto il mondo stanno attualmente elaborando puzzle a velocità vertiginose per proteggere blockchain come Bitcoin ed Ethereum. Molti ricercatori, come quelli che lavorano sulla proof-of-stake per Ethereum, sono cercando di sviluppareun modo per aggirare queste enormi richieste di elettricità.

Ulteriori ricerche potrebbero aiutare a determinare se tali sforzi siano vani o meno.

Inoltre, Shi sostiene che è importante lavorare sulla comprensione della sicurezza del protocollo e scrivere dimostrazioni matematiche che potrebbero potenzialmente portare alla luce difetti nascosti del protocollo.

"Le persone hanno in qualche modo sviluppato queste intuizioni molto belle, ma è ancora molto, molto difficile progettare un protocollo dimostrabilmente corretto. Questo è molto, molto importante quando hai a che fare con qualcosa come la Criptovaluta, perché se il protocollo viene violato, i tuoi soldi sono in gioco", ha detto.

Un protocollo "dimostrabilmente corretto", d'altro canto, è ONE che soddisfa determinati requisiti matematici.

Ha menzionato che un tale protocollo potrebbe aiutare a scongiurare situazioni future simili a quelle di The DAO, il progetto Ethereum che concluso con un fallimento.

"È molto facile commettere un errore se non si affronta l'intero processo", ha affermato. "Penso che sia nel mondo accademico che nell'industria ci sia questa enorme necessità di questi protocolli, che includono sia il consenso che la crittografia".

Ha inoltre sostenuto che i contratti intelligenti richiedono protocolli di crittografia più avanzati.

"IC3 vorrebbe contribuire a renderli sicuri costruendo protocolli. E implementandoli nel mondo reale", ha aggiunto.

Combinare le discipline

Oltre a tutto ciò, Shi ha altre idee di ricerca.

ONE potenziale progetto è quello di progettare un linguaggio di programmazione che consentirebbe ai programmatori con poca conoscenza della crittografia di creare app più sicure. I programmatori potrebbero dichiarare vagamente quali proprietà di sicurezza necessitano e il linguaggio di programmazione stesso deciderebbe quale protocollo di consenso sarebbe meglio utilizzare sottobanco.

Per Shi, la capacità di combinare discipline in questo modo è in parte ciò che è così entusiasmante. E Bitcoin è un'area ricca per sperimentare in particolare con la crittografia, ha detto.

Ha concluso:

"Questa è come la miniera d'oro dei problemi."

Immagine del labirinto Bitcointramite Shutterstock