Il supercomputer MareNostrum 4 a Barcellona, Spagna
Immagine: BSC
Le cose si stanno muovendo rapidamente nel mondo delle criptovalute, ma il potenziamento della tecnologia, evitando un aumento delle emissioni di gas serra, non sarà facile.
Produrre monete digitali non è rispettoso dell'ambiente, per non dire altro. Il mining di bitcoin, una delle implementazioni più note della blockchain, consuma circa 110 Terawattora all'anno, che è più del consumo annuo di paesi come la Svezia o l'Argentina.
Tesla, il cui CEO Elon Musk ha affermato che l'uso di energia da parte delle criptovalute è “folle”, non accetterà più bitcoin come pagamento a causa delle preoccupazioni sui cambiamenti climatici, almeno fino a quando il mining di criptovalute non diventerà più ecologico. Stranamente, El Salvador ha recentemente annunciato che avrebbe iniziato a utilizzare l'energia derivata dai vulcani per l'estrazione di Bitcoin.
VEDERE: Politica sull'energia verde per i data center IT (TechRepublic Premium)
Eppure ci sono modi per contrastare l'insidia del consumo di energia della blockchain mentre aumenta la sua scalabilità, vale a dire, moltiplicando il numero di transazioni possibili al secondo senza creare colli di bottiglia o perdere affidabilità.
Questo passaggio è cruciale, afferma Leonardo Bautista, ricercatore senior presso il Barcelona Supercomputing Center (BSC), poiché “i sistemi centralizzati come VISA o Mastercard possono gestire 50.000 transazioni al secondo, mentre Ethereum è in grado di gestirne da 15 a 20 transazioni al secondo e Bitcoin da sette a 10.”
Bautista collabora con la Fondazione Ethereum dal 2018 per risolvere le sfide della blockchain, utilizzando il supercomputer Marenostrum installato nella cappella del BSC.
Il progetto prevede l'esecuzione di simulazioni open source per studiare come la velocità delle transazioni su la blockchain potrebbe essere aumentata utilizzando varie tecniche, come lo sharding.
Lo sharding implica la suddivisione di una rete blockchain in partizioni più piccole chiamate “shard” che funzionano in parallelo per aumentare il suo throughput transazionale. In altre parole, è come distribuire il carico di lavoro di una rete per consentire l'elaborazione di più transazioni, una tecnica simile a quella utilizzata nel supercalcolo.
Nel mondo dei computer ad alte prestazioni, i modi per parallelizzare il calcolo sono stati sviluppati per decenni per aumentare la scalabilità. Questo è il punto in cui le lezioni apprese dal supercalcolo tornano utili.
“Una blockchain come Ethereum è qualcosa come una macchina a stati globale, o in parole meno tecniche, un computer globale. Questo computer globale funziona da oltre cinque anni su un singolo core, più specificamente su una singola catena”, dice Bautista a ZDNet.< /p>
“Gli sforzi della comunità di Ethereum sono concentrati nel trasformare questo computer globale in un computer multi-core, più specificamente un computer multi-chain. L'obiettivo è di parallelizzare efficacemente il calcolo in più core di calcolo chiamati “shards” – da qui il nome di questa tecnologia.”
La ricerca di un nuovo standard
Il team di Bautista ha anche creato Kumo Crawler, un bot che nasconde la rete Ethereum P2P per rilevare problemi e comportamenti dannosi. Ciò contribuirà a informare l'implementazione di Ethereum 2.0, un aggiornamento tanto atteso della rete pronto ad aumentare la scalabilità di oltre 1.000 volte, riducendo al contempo il consumo di energia fino a 500 volte.
Questo dovrebbe arrivare nel 2022 e potrebbe affrontare il principale mal di testa della rete senza sacrificare la sicurezza o il decentramento. “Attualmente, c'è una lotta per un nuovo standard per la creazione e la convalida dei blocchi sulla blockchain, ed Ethereum sembra avere il sopravvento”, afferma Marc Rocas, ex presidente della Blockchain Catalonia Association.
Ethereum prevede di utilizzare il meccanismo di consenso Proof of Stake (PoS), oltre allo sharding e alla catena di beacon – il meccanismo di coordinamento che consente agli shard di rimanere sincronizzati tra loro – per rendere la rete ” più sicuro, scalabile e sostenibile.”
In effetti, uno dei problemi più persistenti con le blockchain pubbliche ha a che fare con i meccanismi di consenso progettati per confermare che le transazioni sono valide e garantire che nessuno stia cercando di alterare i blocchi e fare cose cattive.
Il modello consolidato per farlo è Proof of Work (PoW). Per aggiungere un blocco alla catena, i minatori di Ethereum o Bitcoin devono risolvere un puzzle complesso che richiede un'enorme potenza di elaborazione. Solo quando il problema è risolto, la rete verifica la legittimità della transazione.
Tuttavia, questo processo è dolorosamente lento: la rete impiega circa 10 minuti per confermare ogni transazione. Allo stesso tempo, all'aumentare del numero di transazioni, aumenta anche il costo per completarle. Sulla rete Ethereum, gli sforzi computazionali necessari per eseguire le transazioni sono noti come “gas”, il cui costo è fissato dai minatori in base alla domanda e all'offerta della rete.
Sono stati creati altri meccanismi di consenso per superare gli ostacoli del metodo PoW, uno dei più popolari è il modello Proof of Stake (PoS).
Mentre PoW richiede ai minatori di risolvere un problema utilizzando la potenza di elaborazione bruta, PoS richiede ai minatori di puntare una certa quantità di criptovaluta sulla rete. Un algoritmo seleziona quindi il creatore del blocco in base alla puntata dell'utente; maggiore è la puntata, maggiori sono le possibilità di convalidare il blocco successivo e ricevere una ricompensa.
Se la rete rileva un comportamento dannoso, l'utente perde la propria partecipazione e il diritto di partecipare alla rete in futuro. Ciò fornisce una motivazione finanziaria per non fare cose cattive.
VEDERE: Cos'è l'informatica quantistica? Tutto quello che c'è da sapere sullo strano mondo dei computer quantistici
Ethereum vuole utilizzare PoS perché il metodo è presumibilmente più ecologico ed economico, ma è lungi dall'essere perfetto. “Proof of Work viene spesso considerato una cattiva pubblicità perché utilizza una grande quantità di elettricità, ma è super affidabile. Inoltre, qual è il problema se l'energia utilizzata è pulita?” dice Rocas.
“D'altra parte, il problema che alcune persone hanno quando discutono di Proof of Stake è che potrebbe creare più disuguaglianze poiché più monete puoi permetterti di acquistare, più monete puoi scommettere”, aggiunge.
L'efficienza energetica è un'altra sfida che i supercomputer e la blockchain hanno in comune. Il supercomputer Marenostrum installato presso il BSC utilizza 1,3 MW/anno. Fugaku, il supercomputer più veloce al mondo, utilizza circa 30-40 MW.
Gli scienziati hanno tentato di affrontare questo problema utilizzando una serie di tecniche, come il progetto MontBlanc sostenuto da BSC, che ha esplorato il concetto di costruzione di supercomputer basati su processori mobili. La comunità di Ethereum prevede che, dopo la completa implementazione di Ethereum 2.0, la rete potrebbe funzionare su telefoni cellulari o macchine “leggere” come Raspberry Pi.
Tuttavia, sembra che l'utilizzo dell'energia dei supercomputer per migliorare il consumo energetico della blockchain come una contraddizione, ma Bautista sostiene che i parametri non sono confrontabili.
“Inoltre, una volta terminate le simulazioni con la macchina di supercalcolo, i vantaggi sono a lungo termine”, afferma.
Innovazione
Robot per bambini: kit STEM e più tecnologia regali per hacker di tutte le età I migliori visori VR e AR per uso aziendale e personale Le migliori stampanti 3D per uso aziendale e domestico Cos'è l'intelligenza artificiale? Tutto quello che c'è da sapere Stiamo vivendo un ritmo vertiginoso di cambiamento tecnologico. Va bene per noi? (ZDNet YouTube) PDF gratuito: Robotica in azienda (TechRepublic)
Argomenti correlati:
Blockchain CXO Digital Transformation Tech Industry Smart Cities Cloud