La proof-of-work di Bitcoin può essere resa più efficiente, afferma IBM Research

La prova del lavoro (PoW), il meccanismo di consenso che protegge Bitcoin e numerose altre blockchain Criptovaluta , ha fatto sì che questa Tecnologie si guadagnasse la reputazione di monopolizzare l'energia.

In effetti, un argomento comunemente avanzato è che un esercito di computer specializzati che si sfidano per risolvere un problema matematico arbitrario può finire per consumare la stessa quantità di elettricità di un piccolo Paese.

Tuttavia, gli scienziati di IBM Research, la divisione di ricerca e sviluppo del gigante della tecnologia, sostengono di aver trovato un modo per rimodellare e combinare le architetture blockchain, tra cui PoW, arrivando a quello che in un articolo chiamano un "punto ottimale" per efficienza energetica, scalabilità e sicurezza.

Annunciato mercoledì, la loro Da scoprire nasce dall'applicazione della PoW a un caso d'uso molto diverso, l'Internet delle cose (IoT), e prevede l'esecuzione di nodi blockchain all'interno dei dispositivi connessi.

Il problema che hanno dovuto affrontare è che, a differenza dell'hardware specializzato per il mining PoW per criptovalute come ASIC e GPU, i dispositivi IoT variano ampiamente nella loro potenza di calcolo e nelle risorse energetiche. Dopotutto, l'IoT è uncategoria ampiache comprende di tutto, dai sensori di temperatura tascabili alle automobili connesse a Internet.

Pertanto, tutti o alcuni dei dispositivi in una rete IoT potrebbero non essere in grado di risolvere enigmi PoW molto complessi. Da qui l'impulso a rendere PoW efficiente dal punto di vista energetico, secondo il documento dei ricercatori IBM:

"L'efficienza nell'IoT può essere definita come un utilizzo ottimale delle risorse hardware e dell'energia. Pertanto, per ottenere ciò, i dispositivi IoT sulla blockchain dovrebbero utilizzare in modo ottimale le risorse e l'energia per mantenere e far progredire la blockchain."

La loro soluzione proposta sfrutta il fatto che non tutti i nodi di una rete devono impegnarsi nel mining. (Moltiutenti Bitcoin dedicati, ad esempio, è sufficiente eseguire nodi completi per controllare il lavoro dei minatori e KEEP onesti.)

Lavorando su una testnet, o ambiente blockchain simulato, i ricercatori IBM hanno suddiviso i nodi in piccoli gruppi da 250 a 1.000, lasciando poi che un algoritmo decidesse quale proporzione di ciascun gruppo dovesse svolgere il lavoro di mining, a seconda della quantità di energia utilizzata da ciascun nodo e della sicurezza richiesta. In questo modo, affermano, si ottengono risultati ottimali in termini di risparmio energetico, preservando al contempo la sicurezza.

"Al momento consideriamo le blockchain come sistemi peer-to-peer totalmente piatti, in cui tutti i nodi devono fare le stesse cose, competere tra loro per ottenere quella ricompensa di mining, ad esempio", ha detto a CoinDesk il dott. Emanuele Ragnoli, responsabile tecnico presso IBM Research - Irlanda. "Ma T è necessario che tutti facciano lo stesso tipo di lavoro".

Ragnoli ha affermato di voler creare un "ecosistema a strati" in cui diversi peer possono svolgere attività diverse, grazie ad algoritmi intelligenti che raggruppano i nodi in base alle loro capacità e assegnano loro compiti specifici.

"Alcuni nodi eseguono il PoW completo, come avviene in Bitcoin", ha affermato Ragnoli. "Lo fanno grazie all'analisi alla base della blockchain, che può effettivamente vedere se un dispositivo può svolgere quel tipo di lavoro e collocare di conseguenza tale dispositivo in un cluster di altri dispositivi a cui verrà assegnato un certo tipo di consenso".

Le "sub-blockchain" gestite da questi gruppi di nodi vengono quindi connesse tramite tecnologie di interoperabilità come Cosmos e Polkadot. In un cenno a questo patchwork, il team di IBM Research ha soprannominato il suo progetto di laboratorio "Hybrid IoT Blockchain".

Economia delle macchine

Facendo un passo indietro, il lavoro di IBM Research fa parte di un più ampio sforzo per creare una futura economia macchina-macchina, in cui i dispositivi avrebbero i propri portafogli blockchain e farebbero affari tra loro (immaginate ONE a guida autonoma che ne paga un'altra per il diritto di precedenza).

Ma Ragnoli è realista circa la portata della sfida dell'IoT per le blockchain, affermando che questo mondo è ancora lontano "da enormi balzi".

Nel tentativo di occuparsi di un piccolo pezzo di progetto, il suo team ha studiato come un ecosistema macchina-macchina potrebbe funzionare in un contesto industriale, collegando attività di produzione all'avanguardia tra diverse fabbriche nei Paesi Bassi. (IBM T ha voluto identificare le aziende coinvolte, ma ha affermato che all'orizzonte c'è un consorzio.)

"Oggigiorno nell'industria 4.0, o produzione, ci sono molte fabbriche diverse che collaborano tra loro per creare un singolo prodotto", ha detto Ragnoli. "Quindi hai sensori, macchine, persino algoritmi e analisi che operano nelle diverse fabbriche, e all'interno della stessa fabbrica, che hanno bisogno di interagire tra loro".

Collegando questi dispositivi di fabbrica con il modello ibrido, IBM ha scoperto che organizzando i nodi in cluster di circa 250, con il 7% di quelle sotto-blockchain che eseguono PoW, si è ottenuto il risultato migliore in termini di scalabilità, senza sacrificare la sicurezza duramente conquistata associata al PoW.

"Stiamo prendendo algoritmi di consenso comune come PoW, la visione di Cosmos, ETC., e stiamo modificando i modi di metterli insieme. Il modo in cui stiamo progettando questo è come piccoli blocchi Lego, guidati dal livello AI", ha detto Ragnoli.

Intelligenza artificiale e blockchain

Il progetto di IBM Research è degno di nota perché suggerisce che i requisiti deterministici delle blockchain possono essere combinati con la scatola nera dell'intelligenza artificiale, consentendo agli algoritmi di apprendimento automatico di modificare la forma delle blockchain per adattarle alle limitazioni di potenza o latenza, senza compromettere la sicurezza.

In quanto tale, sembrerebbe che ciò apra le porte a un panorama progettuale completamente nuovo.

"Perché non potenziare la blockchain con analisi e algoritmi di intelligenza artificiale che possano effettivamente modellarla in modo da aiutarla a superare alcune delle limitazioni attuali?" ha affermato Ragnoli.

Nel caso dell'IoT, il modo in cui funziona è che l'IA riceve come input i dispositivi IoT presenti sul sistema e le risorse disponibili di tali dispositivi. Valuta inoltre i requisiti di sicurezza complessivi del sistema e decide quali e quanti dispositivi stanno eseguendo il mining, la difficoltà PoW, la velocità di generazione dei blocchi, la dimensione dei blocchi e cerca di bilanciare tra sicurezza richiesta e scalabilità.

Pertanto, i dispositivi IoT possono continuare a svolgere le attività specifiche dell'applicazione, come l'elaborazione dei dati, e contemporaneamente continuare a estrarre blocchi.

Quindi, come potrebbe questo lavoro avere un impatto sul mondo delle criptovalute? Dire semplicemente che la PoW ha solo bisogno di essere meglio organizzata è come dire che il libero mercato potrebbe essere più efficiente.

Ragnoli ha affermato che potrebbe esserci la possibilità di modificare il modo in cui i sistemi di trading funzionano in modo dinamico con valute diverse, aggiungendo:

"Non sono andato così in profondità da alterare effettivamente il consenso crittografico interno, anche se in realtà è una direzione molto interessante da esplorare."

Immagine IBM tramite gli archivi Consensus