Sette anni dopo, si può affermare che Ethereum ha ottenuto un innegabile successo da quando – nel 2013 – Vitalik Buterin ha pubblicato per la prima volta il whitepaper.

Ma le aspirazioni di questo progetto sono di gran lunga più elevate rispetto ai risultati raggiunti oggi.

Ethereum ambisce a rendere sicura una base significativa dell’economia mondiale, rimanendo globalmente accessibile ai singoli utenti al suo livello di base.

Ma raggiungere questo obiettivo con l’attuale throughput di 15 transazioni al secondo, semplicemente non è fattibile.

Ethereum 2.0 è un importante aggiornamento che, in caso di successo, aumenterà il throughput di Ethereum di oltre mille volte, senza sacrificare la decentralizzazione.

Inciderà anche sull’asset nativo della rete, ether, dotandolo di nuove proprietà e portando nel lungo termine il suo tasso di inflazione al di sotto dell’1%.

Si è già parlato in passato su questo blog di Ethereum 2.0, delle sue fasi e, più nello specifico della “beacon chain”. Quello di Ethereum 2.0, però, è un aggiornamento graduale, in corso di formazione anche nella ricerca e sviluppo.

Ethereum 2.0 ha finalmente visto l’alba l’1 dicembre 2020. Si è dato avvio alla sua prima fase e ed è stato introdotto il meccanismo di staking sulla beacon chain.

Ma andiamo per ordine. Quali sono le caratteristiche fondamentali di Ethereum 2.0 e come evolverà da qui ai prossimi mesi/anni?

Cosa cambia con Ethereum 2.0?

Le caratteristiche salienti di Ethereum 2.0 sono la Proof of Stake e Sharding.

Ethereum 2.0 muoverà Ethereum dal protocollo di consenso Proof of Work (PoW) a quello Proof of Stake (PoS).

La PoW è un sistema in cui i partecipanti devono essenzialmente consumare elettricità, dimostrando di aver svolto un lavoro (costato denaro) per proteggere la blockchain.

Questo meccanismo rende molto difficile o non conveniente l’attacco alla rete. L’attaccante dovrebbe arrivare ad ottenere una potenza di calcolo talmente elevata, che comporterebbe costi superiori rispetto al potenziale guadagno derivante dall’attacco.

Il protocollo PoS richiede invece che gli utenti che intendano svolgere attività di validazione, devono vincolare degli ether come “posta in gioco”.

Se contribuiscono a proteggere la rete, guadagneranno degli ether. Ma se agiscono in modo malevolo, saranno penalizzati sotto forma di perdita di parte degli ether vincolati (slashing).

Proprio come la PoW, la PoS rende difficile l’attacco alla rete.

Un attaccante avrebbe bisogno di reperire una quantità elevatissima di ether, nonché e di controllare molteplici nodi, rendendo l’attacco irrealisticamente costoso.

Indubbiamente, esistono molti pro e contro nella PoS rispetto alla PoW.

Ma nel complesso, l’implementazione della PoS renderà Ethereum più sicuro, più efficiente e rispettoso dell’ambiente (usando meno energia) e, infine, si tradurrà in una minore inflazione, poiché i validatori che mantengono sicura la rete non avranno bisogno di un elevato compenso dipendente dalla spesa sostenuta per l’elettricità consumata.

Sharding aggiornerà la blockchain di Ethereum esistente (che puoi immaginare come una strada a una corsia) a una blockchain composta da 64 parti parallele, note come shard.

Pensa a questi 64 shard come a un’autostrada a 64 corsie. Ogni corsia ha la stessa capacità della strada a corsia singola originale, che è Ethereum 1.0.

Le fasi di Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 viene rilasciato gradualmente e in più fasi.

Fase 0

La fase 0 riguarda tutto ciò di cui si parla in questo periodo: il contratto di deposito e lo staking.

L’avvio della fase 0 consente di spostare 32 ether nel contratto di deposito per poterli mettere in stake sulla beacon chain e mantenerla sicura e pronta per un aggiornamento futuro.

In altri termini, la fase 0 comporta l’introduzione della PoS e la creazione del primo tassello della blockchain Ethereum 2.0.

La beacon chain è la spina dorsale del sistema Ethereum 2.0. Immaginala come le fondamenta su cui verranno costruiti i 64 shard.

Fase 1

La fase 1 implementerà una nuova architettura per il modo in cui vengono archiviati i dati, chiamata sharding.

Attualmente i full node di Ethereum devono archiviare la cronologia completa di ogni transazione che si sia mai verificata, ed eseguire ogni nuova transazione sulla rete.

Tale carico di lavoro rende oneroso l’esecuzione di un full node ed è una fonte primaria dei problemi di scalabilità di Ethereum.

Lo sharding suddividerà la blockchain di Ethereum 2.0 in 64 parti, o shard.

Laddove i nodi attualmente memorizzano i dati per l’intera blockchain, ogni shard avrà il proprio sottoinsieme di nodi che lo eseguono. I nodi di un certo shard archivieranno quindi solo i dati relativi a quella parte di blockchain.

Il solo sharding aumenterà il throughput di Ethereum di 64 volte.

Anche quando verrà implementato lo sharding (possibilmente entro la fine del prossimo anno), l’intero ecosistema Ethereum continuerà a funzionare in parallelo sulla blockchain PoW che usiamo oggi.

In altri termini questi shard non saranno ancora disponibili per le transazioni, ma conterranno dati sullo stato della blockchain di Ethereum.

Questi dati potranno essere utilizzati dalle transazioni che sfruttano le soluzioni di scaling di livello 2 note come “rollup”, riducendo il carico su Ethereum 1.0.

Fase 1.5

Con l’arrivo di questa fase diremo addio alle due strade separate, cioè la blockchain PoW Ethereum 1.0 e la blockchain di Ethereum 2.0.

La blockchain di Ethereum 1.0 diventerà uno shard su Ethereum 2.0, collegandosi agli altri 63 shard e passando al protocollo di consenso PoS.

Dal momento dell’integrazione della blockchain Ethereum 1.0 nel proprio shard di Ethereum 2.0, la validazione avverrà tramite la PoS e non verranno più minati nuovi ether secondo le regole del protocollo PoW.

Il tasso di inflazione di ether scenderà così da circa il 5% annuo a circa l’1% annuo (o forse diventerà addirittura negativo grazie alla proposta di modifica del sistema di fee delle transazioni EIP-1559).

Tuttavia in questa fase gli altri shard non saranno ancora in grado di accettare tutti i tipi di transazioni, come transazioni complesse che interagiscono con gli smart contract (sono i tipi di transazioni che effettui quando utilizzi dApp DeFi, come uno scambio su Uniswap).

Fase 2

Si tratta dell’ultima fase per rendere completamente funzionale Ethereum 2.0.

Tutti o molti dei 64 shard consentiranno l’esecuzione di transazioni e smart contract (è possibile che non tutti gli shard vengano utilizzati per tutti i tipi di transazioni).

Altra caratteristica fondamentale della fase 2 riguarda l’introduzione di eWASM, che sostituirà la Ethereum Virtual Machine (EVM).

Ciò consentirà agli sviluppatori di codificare smart contract in linguaggi diversi da Solidity, aumentando così notevolmente il numero di persone in grado di creare qualcosa su Ethereum.

C’è da dire, però, che la fase 2 potrebbe rivelarsi non necessaria con le fasi 0-1.5 e l’adozione della tecnica di scaling di livello 2 chiamata rollup.

I rollup sono delle tecnologie di scaling di livello 2, in base alle quali le transazioni vengono eseguite al di fuori della blockchain, alla quale viene però rimessa un’istantanea del loro stato (rendendo la blockchain un data layer).

Per ulteriori dettagli, ne parlo in modo più approfondito in questo articolo.

I rollup + Fase 1.5 equivarrebbero a un miglioramento di ~ 10.000x nella capacità di elaborazione della rete rispetto allo stato attuale di Ethereum.

Significa che se gli attuali protocolli di livello uno adottano i rollup con successo, Ethereum 2.0 così come è attualmente progettato potrebbe non essere mai lanciato completamente. Ma Ethereum raggiungerebbe comunque la scalabilità desiderata entro qualche anno.

Quando sarà completato?

Non ho inserito alcuna timeline sopra, in quanto non ce ne sono di ufficiali.

È importante tenere presente che lo sviluppo delle diverse fasi avviene in parallelo. Pertanto, anche se la fase 1 non è stata ancora consegnata, non significa che la fase 2 non sia già in fase di sviluppo.

Ogni fase è attualmente in lavorazione. Ciò significa anche che un eventuale ritardo nella fase 1 potrebbe non ritardare il rilascio della fase 2.

Facendo una previsione piuttosto approssimativa, ci si potrebbe aspettare 1 o 1,5 anni per aggiornamento, con la versione completa del lancio della fase 2 tra la fine del 2022 e il 2024.

Nessuno ha idea di quale possa essere la timeline effettiva, ed è importante sottolineare che Ethereum non dipende interamente da Ethereum 2.0 per la scalabilità.

Ci sono molte altre soluzioni di scaling, disponibili ora o in rilascio a breve, alcune delle quali trarranno vantaggio dalle prime fasi di Ethereum 2.0, come spiegato sopra.