Fondamenti della blockchain: cos'è una blockchain modulare?

Questo articolo spiega la blockchain modulare in tre modi diversi, adattati per tutti i livelli di esperienza e comprensione.

Modalità per principianti: concetti base delle blockchain modulari

Inizialmente le blockchain erano costruite in maniera monolitica, in cui una singola blockchain svolgeva tutte le funzioni necessarie (esempio: Bitcoin, Ethereum e molti altri L1). Tuttavia, questa struttura deve affrontare notevoli sfide di scalabilità. La soluzione offerta dalle blockchain modulari consiste nel separare le varie funzioni, permettendo a layer specializzati di gestire attività specifiche. Questo approccio modulare offre diversi vantaggi chiave:

● Scalabilità: tramite l'elaborazione parallela, le blockchain modulari possono gestire un volume maggiore di transazioni, riducendo le commissioni e migliorando l'efficienza.

● Flessibilità: gli aggiornamenti indipendenti e i layer personalizzabili permettono agli sviluppatori di ottimizzare velocità, sicurezza e altri fattori.

● Sicurezza: delle misure di sicurezza specializzate per ogni layer migliorano la sicurezza complessiva del sistema.

● Interoperabilità: progettate per supportare la comunicazione cross-chain, le blockchain modulari ottimizzano il trasferimento di dati e asset tra le reti.

Modalità intermedia: le blockchain monolitiche e la crescita delle soluzioni modulari

Da tempo, i ricercatori della blockchain intendono creare un sistema ottimale, che sia in grado di accogliere tutti gli utenti su una singola blockchain o su una rete con blockchain strettamente collegate fra loro. Questo approccio monolitico, in cui una singola blockchain gestisce tutte le funzioni elaborando le transazioni, verificandone la correttezza e raggiungendo il consenso, deve affrontare problemi di scalabilità intrinseci. Gli elevati requisiti di hardware significano che per aumentare l'elaborazione delle transazioni è necessario un hardware più potente per i nodi; anche creare un set di validatori sicuri e mantenere una rete di consenso è molto costoso. Inoltre, le applicazioni devono rispettare le regole predeterminate della blockchain, limitandone così la flessibilità e l'adattabilità.

 

Queste sfide hanno guidato lo sviluppo delle blockchain modulari. Suddividendo le blockchain in layer specializzati, ciascuno ottimizzato per eseguire compiti specifici, le blockchain modulari offrono una soluzione più scalabile ed efficiente. Questo approccio permette di distribuire le funzioni su più blockchain, risolve i limiti dei progetti monolitici e consente la creazione di un sistema blockchain più ottimale, sovrano, scalabile e sicuro.

 

Modalità avanzata: un approfondimento sulle blockchain modulari

Con l'evoluzione dell'ecosistema blockchain, le blockchain modulari emergono come una soluzione innovativa, affrontando i limiti dei progetti monolitici. Migliorano in maniera significativa scalabilità, flessibilità, sicurezza e interoperabilità. Tuttavia, introducono anche nuove sfide, che devono essere gestite efficacemente per sfruttare appieno il loro potenziale. Qui scopriremo i principali vantaggi delle blockchain modulari e le questioni che devono ancora essere risolte.

 

I vantaggi delle blockchain modulari

In questa parte scopriremo come le blockchain modulari sono di calibro superiore rispetto alla struttura monolitica originale. Di seguito è riportata una sintesi dei principali vantaggi delle blockchain modulari:

 

Aspetto	Blockchain monolitiche	Blockchains modulari
Scalabilità	Limitata dall'elaborazione su un singolo layer	Migliorata dall'elaborazione parallela in layer specializzati
Flessibilità	Aggiornamenti complessi e lenti; flessibilità delle app limitata	Aggiornamenti indipendenti e più veloci; layer personalizzabili
Sicurezza	Singolo punto di errore; necessita di ampie misure di sicurezza	Sicurezza su misura per il layer; superficie di attacco ridotta
Interoperabilità	Interazioni cross-chain limitate e complesse	Progettata per una comunicazione cross-chain fluida
Efficienza dei costi	Costi hardware e operativi più elevati	Utilizzo ottimizzato delle risorse; costi operativi ridotti

 

Scalabilità e prestazioni

Nelle blockchain monolitiche tutte le attività sono gestite all'interno di un unico layer, limitando la capacità effettiva delle transazioni e rendendo sempre più difficile la gestione del registro. Le blockchain modulari, invece, separano i compiti su layer distinti, consentendo l'elaborazione parallela e aumentando significativamente la capacità effettiva delle transazioni al secondo (TPS). I layer di disponibilità dei dati gestiscono l'archiviazione e l'accessibilità, riducendo il carico sui singoli nodi e consentendo una scalabilità efficiente.

Flessibilità e adattabilità

Aggiornare una blockchain monolitica è un procedimento complesso, che richiede tempo e test approfonditi, oltre a introdurre rischi significativi. Le applicazioni devono rispettare le regole predeterminate della blockchain, limitandone la flessibilità. Al contrario, nelle blockchain modulari i singoli layer possono essere aggiornati in modo indipendente e senza interrompere l'intero sistema, facilitando l'implementazione dei miglioramenti. Gli sviluppatori possono selezionare e combinare i layer più adatti alle loro esigenze, ottimizzandoli per casi d'uso specifici.

Sicurezza

Le blockchain monolitiche devono implementare misure di sicurezza che comprendano tutte le loro funzioni, sfidando l'ottimizzazione. Un unico layer che gestisce tutte le funzioni può diventare un singolo punto di vulnerabilità. Le blockchain modulari, invece, consentono a ogni layer di impiegare misure di sicurezza personalizzate, migliorando la sicurezza complessiva. La distribuzione delle funzioni su più layer riduce la superficie di attacco, e i layer compromessi non influenzano necessariamente l'intero sistema.

Interoperabilità e componibilità

Le blockchain monolitiche offrono un'interoperabilità limitata e complessa, ostacolando la creazione di applicazioni cross-blockchain. Il design delle blockchain modulari permette loro di supportare l'interoperabilità, ottimizzando il trasferimento di dati e asset tra le reti. Ciò facilita la creazione di ecosistemi componibili, in cui diversi layer e applicazioni interagiscono in maniera fluida.

Efficienza dei costi

I requisiti hardware più elevati nelle blockchain monolitiche portano a costi operativi più elevati. La capacità di elaborazione limitata e la concorrenza dello spazio nei blocchi possono far salire le commissioni di transazione. Le blockchain modulari ottimizzano l'utilizzo delle risorse tramite la distribuzione delle attività, riducendo i costi complessivi e aumentando la capacità effettiva, che a loro volta contribuiscono a mantenere più basse le commissioni di transazione.

 

Nuove sfide

Nonostante i numerosi vantaggi, le blockchain modulari devono affrontare anche diverse sfide dovute alla loro ampia adozione e successo, tra cui problemi di sicurezza e complessità.

1. Sicurezza:

● Punti di vulnerabilità: distribuendo le funzioni su più layer, le blockchain modulari introducono nuovi punti di vulnerabilità, in particolare nelle interfacce e nei bridge che collegano layer diversi. Ogni parte in cui i dati o gli asset vengono trasferiti tra layer o sistemi può essere un punto di exploit per gli aggressori.

● Attacchi ai bridge: i bridge, che consentono l'interoperabilità tra diverse reti blockchain, sono stati spesso un bersaglio degli hacker. Incidenti più gravi, come gli attacchi al Wormhole di Solana-Ethereum e al bridge Ronin di Axie Infinity, hanno causato perdite significative. Questi attacchi hanno sfruttato le vulnerabilità dei protocolli bridge, evidenziando la necessità di misure di sicurezza più forti.

● Coordinamento della sicurezza cross-layer: è difficile garantire che i protocolli di sicurezza siano implementati in modo coerente ed efficace su tutti i layer di una blockchain modulare. Ogni layer potrebbe avere i propri meccanismi di sicurezza, e coordinarli per fornire una difesa unificata contro gli attacchi richiede un'attenta progettazione e una manutenzione continua.

2. Complessità:

● Backend complesso: i sistemi modulari necessitano di meccanismi complessi per stabilire la fiducia e garantire la disponibilità dei dati, che non sono richiesti nelle strutture monolitiche. Ad esempio, garantire che i dati siano costantemente disponibili su più frammenti (shard) o layer richiede sofisticati processi di coordinamento e convalida, come il campionamento casuale e le prove crittografiche. Questa complessità può aumentare il rischio di bug e vulnerabilità.

● Frontend complesso: per gli utenti finali, interagire con i sistemi blockchain modulari può rivelarsi più complicato rispetto a quelli monolitici. Gli utenti potrebbero dover navigare su più interfacce e firmare varie transazioni, ognuna delle quali corrisponde a diversi layer o funzioni del sistema modulare. Questa ulteriore complessità può creare problemi di usabilità e aumentare il rischio che gli utenti commettano errori.

● Integrazione e interoperabilità: sebbene le blockchain modulari siano progettate per l'interoperabilità, raggiungere la perfetta integrazione tra i diversi layer e sistemi esterni rimane una sfida tecnica. Garantire che dei moduli diversi lavorino insieme in modo efficiente, il tutto senza introdurre latenza o vulnerabilità di sicurezza, richiede un'ingegneria avanzata e test rigorosi.

Sommario

Le blockchain modulari rappresentano un progresso significativo rispetto ai progetti monolitici, offrendo maggiore scalabilità, flessibilità, sicurezza, interoperabilità ed efficienza economica; tuttavia, affrontare le sfide legate alla loro sicurezza e alla complessità rimane fondamentale per l'adozione diffusa e il successo delle architetture blockchain modulari. Garantire una solida sicurezza su tutte le interfacce e i bridge, semplificare le interazioni con gli utenti e raggiungere la perfetta integrazione tra i diversi layer sono passi essenziali per il futuro sviluppo delle blockchain modulari. Con la continua evoluzione dell'ecosistema blockchain, le blockchain modulari promettono un futuro più scalabile, sicuro e adattabile per le applicazioni e i sistemi decentralizzati.