Scalare onchain è possibile?6 minuti

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Ipotizziamo che qualsiasi tecnologia di scalabilità offchain trustless su Bitcoin, come Lightning Network, fallisse. Quanto si può scalare onchain?

Visa fa mediamente 2000 transazioni al secondo, ma vanta di poter sostenere un picco di 56.000tx al secondo. Significa:

56.000 al secondo

3.360.000 al minuto

201.600.000 in un’ora

4.838.400.000 al giorno (quasi 5 miliardi)

Bitcoin attualmente fa 400.000tx al giorno, 12 mila volte meno. Per poter sostenere lo stesso throughput della rete, il blocco dovrebbe essere di 12.000mb (12gb).

Quante persone possono transare con 56.000tx al secondo? Tale picco è davvero molto alto, per averne un’idea, si facciano questi conti:

Sulla terra siamo circa 7 miliardi di persone.

Assumiamo che il 50% di queste facciano transazioni monetarie (escludiamo i bambini, chi dipende da altri etc.) e che di questa fetta di popolazione, il 50% usi Bitcoin quotidianamente onchain per una media di 3-4 transazioni giornaliere. Ebbene, il risultato sarebbe 56.000 transazioni al secondo.

Insomma con 56.000 tx al secondo di media, Bitcoin sarebbe indubbiamente la moneta più importante al mondo, anche se solo il 50% della suddetta popolazione transasse con Bitcoin (onchain). Perchè? Perché è ovvio che anche in uno scenario di completa dominanza del Bitcoin, avvengano transazioni con altri mezzi, come qualsiasi canale delle attuali monete fiat, sistemi come paypal, altre cryptomonete o Bitcoin stesso scambiato con altre modalità non trustless (per esempio, internamente ai webwallet di una stessa piattaforma)

Potete usare questo tool per i calcoli:

Se Bitcoin dovesse davvero avere successo, uno scenario di dominanza del genere potrebbe essere  possibile fra quanto nella più ottimistica prospettiva? 10, 15, 20 anni?

Ora, per soddisfare una richiesta di 56 mila transazioni al secondo sono necessari, grossomodo, blocchi da 12gb. La blockchain crescerebbe di 1.7 terabyte al giorno, oltre 600 terabyte all’anno.

E che requisiti dovranno avere i pc in termini di processori e banda? Supponendo che nella rete peer to peer si contino 1 milione di fullnodes e che ogni nodo sia connesso con 4 altri della rete (10 hops per broadcastare un blocco), avremmo questa richiesta hardware:

  • 1.5gb al secondo in download
  • 4.5gb al secondo in upload
  • 835.000 transazioni processate al secondo
  • un disco da 600 terabyte all’anno

I calcoli ovviamente sono molto approssimativi, ma comunque danno l’idea. Si utilizzi questo tool per replicarli, anche se non è aggiornatissimo e quindi non precississimo, è comunque particolarmente indicativo se parliamo di valori futuri e molto elevati, dove possiamo permetterci di arrotondare:

Secondo questi requisiti, dovremmo più o meno decuplicare le capacità dell’hardware dei nostri computer. È possibile decuplicare la capacità di hardware nei prossimi, diciamo, 15 anni?

Le risposte possono divergere notevolmente. Se dovessimo chiedere al nostro tacchino induttivista, ci direbbe che dobbiamo guardare alla storia e inferire un valore atteso. La risposta in quel caso sarebbe certamente si.

Se guardiamo la capacità di storage di 15 anni fa, era migliaia di volte inferiore ad oggi. Emblematica l’immagine della memoria sandisk:

La capacità di banda da allora non è decuplicata, ma ben più che centuplicata. Ai tempi era piuttosto comune avere da 1 a 3mb di banda al secondo, mentre parecchi navigavano ancora sotto il megabyte. Oggi si sta diffondendo l’iperfibra che ha picchi massimi mille volte superiori.

Un comune intel oggi può verificare 4000 transazioni al secondo, dovrebbe “solo” moltiplicare tale capacità per 14 per arrivare a 56 mila. Queste sono le comparazioni fra un Pentium del 2004 e un intel di ultima generazione:

La RAM è forse il parametro che nominalmente è cresciuto meno, semplicemente perché non c’è bisogno di più RAM per gli utilizzi più comuni dei computer. Un desktop computer per il gaming oggi ha generalmente dagli 8gb ai 32gb di RAM e persino alcuni smartphone montano 6gb di RAM. Rispetto a 15 anni fa, dove potevamo avere 512mb di RAM su un desktop, il valore si è moltiplicato almeno per sedici (8gb).

L’analisi appena fatta esclude totalmente che avvenga qualsiasi tipo di ottimizzazione software e del protocollo Bitcoin per la scalabilità onchain (come ad esempio Graphene), che è un’ipotesi assolutamente improbabile, specialmente considerando che Bitcoin sarebbe a quel punto la prima moneta al mondo e quindi godrebbe di enorme attenzione da parte dei migliori ricercatori del pianeta. Oltre alle ottimizzazioni software, possiamo anche immaginare la nascita di varie aziende che vendano “macchine fullnodes” già configurate e con hardware specializzato.

Sappiamo però che l’evoluzione tecnologica non è necessariamente lineare, anzi, potrebbe fermarsi di fronte a un “Grande Filtro” evolutivo. Viceversa, un’innovazione potrebbe superare improvvisamente un Grande Filtro di cui non avevamo coscienza, portando le nostre fantasticherie sul futuro molto più vicine di quanto pensassimo. L’occhio, il pollice opponibile, la ruota, la scrittura, l’elettricità o internet hanno permesso di superare dei “Grandi Filtri” contro cui l’evoluzione biologica o tecnologica si è scontrata per decine, centinaia, in certi casi migliaia o milioni di anni. In merito, si legga questo interessantissimo articolo sul paradosso di Fermi e sul perché gli alieni non ci abbiano ancora contattato (lol).

Se la crescita sarà lineare, allora ha ragione il tacchino induttivista e non dovremo preoccuparci troppo della centralizzazione della rete scalando onchain. Oppure incontreremo presto un Grande Filtro, e il progresso si fermerà a tempo indefinito. Oppure, a breve supereremo un Grande Filtro grazie a una qualche innovazione rivoluzionaria, e questi discorsi ci faranno sorridere.

Ora, io non sono così ottimista e in ogni caso, anche se la tecnologia avesse una tale esplosione, mi sembra uno spreco che il mio nodo debba salvarsi in locale la spesa al supermercato fatta da un qualsiasi altro utente dall’altra parte del mondo. Avere una blockchain molto più leggera porterebbe indiscutibilmente a enormi vantaggi, quindi ritengo comunque necessaria la diffusione di una tecnologia pulita, efficace e sicura per transare offchain, come potrebbe essere Lightning Network, se tutto va bene, fra un paio di anni.

Ma torniamo a oggi: c’è chi ha fatto la guerra alla proposta di blocksize increase a 2mb. Si, due megabytes ogni 10 minuti. Una qualsiasi pagina web pesa mediamente 2mb.

Nel frattempo, le fee raggiungono livelli stellari e siamo passati dal: “non puoi usare Bitcoin per comprare il caffé” al “non puoi usare Bitcoin”. Ci sono sempre più output (UTXO) che non possono più essere spesi poiché la fee sarebbe maggiore del valore da transare. Personalmente, per ricevere Bitcoin ormai condivido direttamente l’indirizzo dell’exchange, almeno posso cambiarli in altra crypto, qualora volessi spostare o spendere quel valore, o cambiare i bitcoin in euro. Se al contrario ricevessi sul mio wallet 200 euro in bitcoin, perderei il 10% del valore solo muovendoli. Insomma l’utente ha tutto l’incentivo a non uscire dall’exchange dove ha comprato Bitcoin. Questo si che è un rischio di centralizzazione. Un aumento moderato del blocco risolverebbe immediatamente i problemi di congestione e riporterebbe Bitcoin ad essere utilizzabile, senza alcun rischio di sicurezza.

Ma il team Bitcoin Core non vuole che Bitcoin sia utilizzabile, ora è troppo presto. Core vuole che Bitcoin sia utilizzabile solo quando sarà davvero pronto, quando Lightning Network funzionerà. Secondo Core, solo in questo modo si ha la certezza che la rete sarà sicura e decentralizzata.

Al contrario, io ritengo che tanto più congestionata è la rete quando Lightning Network sarà pronto per la diffusione di massa, tanto meno LN avrà presa, perché costerà troppo aprire i canali offchain.

Mantenere il blocksize a 1mb è autolesionismo puro. Grazie NO2X.

Se la situazione prosegue in questa direzione, finché le tecnologie offchain non saranno diffuse, Bitcoin non riuscirà ad ottenere una maggiore adozione, semmai solo un maggior valore, grazie alla promessa di un futuro offchain. Al contrario, Bitcoin Cash, che attualmente ha 8 volte la capacità di Bitcoin e fee praticamente nulle, ha nella propria roadmap un ulteriore aumento della capacità dei blocchi, nonostante non ce ne sia affatto bisogno in questo momento, poiché la rete di BCH non è per nulla congestionata. Forse l’aumento è anche una tecnica di marketing, oppure i dev si aspettano un travaso di utenti da BTC a BCH e una grande espansione a breve? Come scenario dopotutto non è nemmeno così assurdo: i team di sviluppo dietro Bitcoin Cash non rifiutano nessuna delle due vie per scalare (onchain e offchain). Al contrario la fazione vicina a Core pare concentrata esclusivamente sulla tecnologia LN, che necessiterà di molto tempo per attecchire, e il team Core rifiuta categoricamente progetti di aumento del throughput onchain della rete, almeno nell’immediato.

Nel frattempo, in tre mesi Bitcoin Cash si è apprezzato del 230% rispetto a Bitcoin, del 670% rispetto al dollaro. Qualcuno dice già “flippening”. Staremo a vedere.

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9 risposte

  1. Gianmaria ha detto:

    Inizio a credere che ci sia una volontà a non voler spingere sulla incremento del blocco a 2mb più segreti, o anche solo al passaggio a due mega senza segwit. Ad oggi una notizia di softfork verso un incremento del blocco farebbe schizzare il prezzo, che invece a causa della congestione della rete, si è fermato.km ho ovviamente

  2. Gabriele Tosi ha detto:

    Ciao Alberto

    scusami se vado off topic, ma volevo farti questa domanda:
    ethereum sta per fare un hard fork da cui nascerà l’ether zero.
    hai idea di come poter ottenere gli ether zero partendo dei miei ether?
    so che c’è la soluzione wallet, ma hai idea di un wallet sicuro che possa essere utilizzato per questa cosa?
    esistono anche degli exchange che supporteranno la duplicazione? ho cercato in rete ma di notizie precise non ce ne sono… il che non è che mi sembra una cosa particolarmente positiva…
    leggendo sul sito di ether zero nomina bittrex e kraken, ma chiedendo lumi ai vari exchange nessuno si sbilancia…

    grazie per la pazienza.

    saluti

    • Alberto De Luigi ha detto:

      Non sono un guru di Ethereum, ma dal comunissimo myetherwallet puoi fare export di private keys, quindi importandole nel wallet di etz non dovresti avere problemi a riscattare i coin! Se invece vuoi affidarti ad un exchange, non ho ancora informazioni su quali siano a supportare il fork.

  3. Alessandro. A. ha detto:

    Complimenti davvero per il bellissimo blog. Un punto di riferimento in italia e nel mondo.
    Scusa anche me se vado leggermente off-topic
    Vorrei sapere il tuo parere su come possa essere gestito il problema energetico per il mining di Bitcoin. Supponiamo che dopo questo periodo di instabilità e altissima volatilità pian piano il valore di Bitcoin prosegua la sua ascesa e che nel giro di 1-2 anni si risolva il problema della scalabilità magari con LN. Non ci sarà un problema energetico per i sempre più potenti processori di calcolo impiegati per il mining? sarebbe tecnicamente possibile per Bitcoin passare da POW a POS, o addirittura a sistemi ibridi? Infine mi piacerebbe sapere il tuo parere anche su come verranno riutilizzati i potenti processori con algoritmo sha256 che strada facendo non saranno più profittevoli per BTC. Al momento i progetti più seri mi sembrano Peercoin e seppur ancora centesimale DGB che è pure multialgo, e mi sembra ha un ottima comunity. Tu cosa ne pensi?

    • Alberto De Luigi ha detto:

      Il mining Bitcoin è teoricamente possibile anche con un solo pc portatile, o un raspberry, per tutto il mondo, e non ci sarebbe praticamente alcun consumo energetico. Se però qualche malintenzionato volesse distruggere Bitcoin o manipolarlo, gli basterebbe comprare un computer appena poco più potente, che consuma leggermente più energia, e minare tutti i blocchi, decidendo quali transazioni far passare e quali no, quali upgrade del protocollo effettuare e quali no. L’incentivo a minare blocchi e quindi a spendere energia è anche ciò che tiene al sicuro la rete: nessuno da solo può permettersi un investimento tale da ottenere più potenza di calcolo del resto del 50% della rete. E se qualcuno potesse, sarebbe un’impresa tanto evidente su scala mondiale da essere individuata facilmente e, se considerata una minaccia, neutralizzata (ad esempio attraverso un coordinato cambio di protocollo dei nodi della rete). Finché la domanda di Bitcoin cresce, la spesa energetica può crescere poiché c’è, dal punto di vista economico, margine di profitto per aumentare l’energia impiegata, nel complesso, dal sistema di mining (poiché salendo il prezzo di bitcoin, sale la reward del blocco). Una maggiore energia non è però assolutamente necessaria al funzionamento in sé e per sé di Bitcoin, è solo un “di più” che rende la rete più sicura. Se ci facciamo uno scrupolo morale da ambientalisti, domandiamoci: è meglio spendere energia per mettere al sicuro una rete di pagamento come Bitcoin, o spenderla per permettere a milioni/miliardi di persone in tutto il mondo di scrivere cagate sui social?
      Passare al POS è una possibilità comunque, ma ci vorrà parecchio tempo prima si testi al meglio questa soluzione. Gli sha256 non più competitivi saranno buttati, come oggi buttiamo via i telefoni non top di gamma che hanno 2 o 3 anni (o comunque disassemblati per fare altro)

      • Alessandro. A. ha detto:

        Grazie per l’esaustiva risposta.
        Non sono tanto convinto che gli sha256 verranno buttati o disassemblati, Tu penserai sicuramente che le altcoin che ti ho citato non hanno ragione di esistere e che sono solo speculazione (e in parte lo penso anche io) però la domanda l’ho fatta sulla base del fatto che è in notevole aumento la potenza di calcolo destinata a queste altcoin (in particolare DGB). Ad esempio mettiamo che io 3 anni fa acquistai un miner da 2 TH/s , oggi minando Bitcoin “in solo” avrei quasi 0 probabilità di guadagno, mentre minando altcoin minori ne avrei molte di più, anche nelle statistiche delle mining-pool dove sono presenti, sono alle volte più profittevoli queste altcoin rispetto a Bitcoin e Bitcoin cash..(in Italia non mi pagherei comunque la spesa dell’energia consumata) ma perchè dovrei buttarlo il mio miner ammesso di avere energia elettrica a costo basso o 0.

      • Alberto De Luigi ha detto:

        Presto o tardi finirà la moda delle altcoin. Fra l’altro, una crypto “decentralizzata” che usa lo sha256 di bitcoin, ma con hashpower enormemente inferiore, sta gridando al mondo: se a un qualsiasi miner/pool bitcoin di medie dimensioni gira di farmi uno scherzo, sono spacciata.

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