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Vitalik Buterin: “lo sharding sta arrivando”. Ecco i primi dettagli

Ieri sera Vitalik Buterin, fondatore di Ethereum, ha pubblicato un interessante Tweet, in cui ha scritto: “sharding is coming”, linkando poi il repository Guthub inerente lo sharding. Certo, non è la prima volta che viene nominato l’arrivo dello sharding, ma questa volta il tono pare decisamente più convinto. Poco dopo, su Reddit ha postato una breve sintesi inerente i primi dettagli sul funzionamento dello sharding.

Vediamo dunque quello che è emerso dalle informazioni pubblicate.

Cos’è lo sharding?

Per chi non lo sapesse, lo sharding è una delle possibili implementazioni per migliorare la scalabilità di Ethereum (ne abbiamo parlato QUI). Più nel dettaglio, mira ad aumentare il throughput delle transazioni. Attualmente infatti, Ethereum può elaborare fino a 24 transazioni al secondo, insufficienti per un uso globale dell’intero sistema, visti i limiti emersi in più occasioni. Negli ultimi mesi infatti, alcune applicazioni distribuite o alcune ICO hanno avuto così tanto successo da intasare la rete, comportando un aumento del prezzo del GAS.

La limitazione principale consiste nel fatto che la blockchain richiede che ogni transazione sia processata da ogni singolo nodo della rete. Dunque, ogni operazione che si svolge sulla blockchain, che sia un pagamento o la distribuzione di un nuovo Smart Contract, deve essere confermata da ogni nodo della rete in parallelo. E’ una caratteristica fondamentale per il funzionamento della blockchain, necessaria per garantire il concetto di rete distribuita e trustless. Di conseguenza, il throughput della rete non può essere superiore a quello che è in grado di sostenere ogni singolo nodo.

Il concetto di sharding consiste nella suddivisione della rete in più sezioni, in grado di operare in maniera parzialmente indipendenteLa sezione A tratta una serie di operazioni, mentre la sezione B un altro set di transizioni. Tale meccanismo raddoppia il volume delle transazioni eseguibili, poiché ora il limite è dovuto alla capacità elaborativa dei due nodi in contemporanea. Suddividendo dunque la blockchain in diverse sezioni, è possibile aumentare linearmente il numero di operazioni supportate. L’implementazione dello sharding opera sul primo layer del network. Sarà quindi necessario eseguire un fork per aggiornare il protocollo della rete ed inserire le funzionalità di frammentazione.

Ovviamente occorre trovare un sistema per mantenere una sincronizzazione fra le varie sezioni, così da mantenere il concetto di sistema distribuito.

I primi concetti dettati da Vitalik

Nel post pubblicato da Vitalik, vengono illustrate brevemente alcune delle idee alla base dello sharding applicate alla mainnet di Ethereum. 

Per fare ciò, è necessario aggiungere dei nodi specializzati, detti beacon, caratterizzati da blocchi di shard con tempi di creazione inferiore ai dieci secondi. Innanzitutto è necessaria una catena proof of stake costituita dai nodi beacon. Tale catena è attualmente nella quarta fase di testing e non è altro che Casper, il quale verrà implementato sulla blockchain principale di Ethereum nel corso dei prossimi mesi. I blocchi di ogni beacon, appartenenti ad una chain separata quindi, dovranno mantenere un riferimento agli ultimi blocchi della catena principale e serviranno a mantenere ancorate e sincronizzate le due catene (beacon e main chain), ma non solo.

Tali blocchi (beacon block) verrano generati con un intervallo di tempo compreso fra i due e gli otto secondi e con un design simile a quello presentato nel primo prototipo, disponibile su GitHub. I beacon utilizzeranno un meccanismo, chiamato RANDAO , per mantenere un certo livello di entropia. Esso costituirà il vero e proprio cuore degli shards, in quanto fornirà il giusto livello di casualità per determinare chi sono i “candidati” ed i “notai” nelle catene di sharding. Il meccanismo dei beacon inoltre, sfrutterà il concetto di prova d’attività per aumentarne la stabilità.

I frammenti (shards) infine, avranno un meccanismo dipendente dalle regole di scelta della catena di beacon. Ogni volta che verrà creato un nuovo blocco dai beacon, quest’ultimo selezionerà casualmente un candidato avente il diritto di creare una raccolta di frammenti. Ogni gruppo di shards poi, manterrà un puntatore ad una raccolta genitore, dunque di livello superiore, e ad un blocco beacon.

Naturalmente questi sono solo alcuni dei primi concetti esposti da Vitalik e, come lui stesso dichiara, mancano ancora diversi meccanismi che verranno inclusi nei prossimi test. Per maggiori informazioni vi rimandiamo al post ufficiale su Reddit: CLICCA QUI.

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Emanuele Pagliari

Ingegnere delle telecomunicazioni appassionato di tecnologia. La mia avventura nel mondo del blogging è iniziata su GizChina.it nel 2014 per poi proseguire su LFFL.org, GizBlog.it, ed ora su CryptoMinando.it. Sono nel mondo delle criptovalute come minatore dal 2013 ed ad oggi seguo gli aspetti tecnici legati alla blockchain, crittografia e dApps, anche per applicazioni nell'ambito dell'Internet of Things, la mia branca di studio.
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