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ProgPoW: perché Ethereum vuole cambiare algoritmo di mining

04 Febbraio 2019 12:50
Tempo di lettura: 8 min.
04 Febbraio 2019 12:50
Giuseppe Brogna

Oramai è un assunto radicato: la più ampia decentralizzazione e distribuzione dell’attività di mining è sintomo di maggiore sicurezza e affidabilità della rete su cui si basa.

Il mining concentrato in seno a una singola o poche entità, può costituire un serio punto di vulnerabilità.

Il caso di scuola è quello di un governo in grado di cooptare un miner su larga scala per appropriarsi di una criptovaluta e dimostrare che non è più uno “store of value” affidabile, a causa dell’attacco.

Gli ASICs per Ethereum

Nella primavera del 2018, era filtrata la notizia della produzione da parte di Bitmain di ASICs (Antminer E3) per il mining di Ethereum.

Bitmain è la principale azienda mondiale nella produzione di hardware specializzato per il mining di criptovalute.

Gli ASICsApplication Specific Integrated Circuits – sono dei dispositivi ottimizzati per la risoluzione di un particolare algoritmo di mining. In altre parole, sono in grado di svolgere solo una specifica funzione, ma con la capacità di farlo in maniera molto più efficiente rispetto a un hardware con scopi più generici (CPU o GPU).

La notizia dell’Antminer E3 aveva suscitato malumori nell’ambiente di Ethereum, proprio a causa del rischio di centralizzazione che potrebbe rappresentare per il mining.

Il mining di Ethereum è da sempre ad appannaggio delle GPU. Pertanto, i dispositivi con i chip ASICs renderebbero proibitivo l’ingresso nell’attività di validazione dei blocchi, relegando al margine i miner più piccoli.

La migliore efficienza dell’hardware specializzato rispetto a quello generale fornisce vantaggi tangibili ai proprietari di ASICs, distruggendo il principio “una CPU un voto” enunciato da Satoshi.

L’hashpower si concentra nelle mani di chi può sfruttare economie di scala per permettersi macchine più costose.

L’indiscrezione sugli ASICs per Ethereum aveva inoltre innescato immediate reazioni nell’ambito della community. Un sondaggio immediatamente successivo, rilevava la disponibilità degli utenti di Ethereum a supportare l’adozione di un hard fork per rendere obsoleti gli ASICs destinati al mining.

Il sondaggio era stato pubblicato su Twitter dallo sviluppatore di Ethereum Vlad Zamfir. Aveva conseguito circa il 60% di voti a favore di un hard fork finalizzato a rendere i miner ASICs incompatibili con l’attuale algoritmo di Proof of Work (PoW) – Ethash – per il mining di Ethereum.

Spettri di centralizzazione

Il rapporto tra blockchain pubblica e miner che lavorano su di essa è spesso ostico.

I miner sono necessari per far funzionare la rete. Allo stesso tempo, serve un certo livello di supporto da parte dei miner per implementare le modifiche al protocollo, onde evitare che si “ribellino” biforcando la rete e rifiutandosi di eseguire l’aggiornamento.

Il ruolo di fornitori di servizio da parte dei miner rende estremamente difficile per gli sviluppatori apportare modifiche non in linea con gli interessi dei miner. Ma gli interessi di questi non sono sempre conformi al miglior interesse della rete nel suo complesso. I miner sono spesso più preoccupati di far progredire i propri interessi, anche in danno degli altri miner con i quali sono in competizione.

Nel caso in cui i miner prendano il sopravvento, la rete finisce col divenire centralizzata intorno agli interessi di una singola cerchia d’affari.

Si tende ad avere anche una frammentazione e competizione tra i miner, completamente separata dall’effettivo sviluppo di una rete funzionale. Si tratta di una delle ragioni per cui Bitcoin si è suddiviso dapprima in Bitcoin Cash e poi, quest’ultimo, in Bitcoin Satoshi Vision.

La ragione per cui i miner ASICs sono così potenzialmente pericolosi è perché in genere sono molto più potenti di qualsiasi altro dispositivo e, tipicamente, vengono utilizzati segretamente dai produttori stessi prima di essere messi sul mercato.

Si genera un potenziale abuso quando un’entità dispone di enorme quantità di hashrate all’insaputa del resto della community.

Se un’azienda di mining è segretamente in possesso di un potente hardware, quando nessun altro lo è, potrebbe essere in grado di prendere il controllo della rete. Questo risvolto patologico si è già verificato in passato, più recentemente proprio sulla “vicina” blockchian di Ethereum Classic.

L’attuale algoritmo Ethash, con i suoi requisiti di memoria intensiva, era stato progettato proprio per essere resistente agli ASICs.

Sin dalle origini di Ethereum, lo avevano desiderato gli sviluppatori e i primi membri della community, i quali temevano che il (già esistente) dominio di Bitmain nel mining di Bitcoin si sarebbe trasmesso anche sulla rete di Ethereum. Tuttavia, il lancio di Antminer E3 di Bitmain ha reso chiaro che anche Ethash è passibile di specializzazione.

Dall’annuncio degli ASICs per Ethereum il dibattito si è evoluto, con la proposta di introduzione di un nuovo algoritmo di mining chiamato ProgPoW.

Mentre i miner ASICs sono chip progettati su misura per determinati algoritmi di mining, ProgPoW funziona essenzialmente adattando algoritmi di mining a determinati chip.

Il risultato finale è che il gap di prestazioni tra hardware specializzato e hardware generale verrebbe ridotto fino al 90%. Il mining ASICs e quello attraverso GPU sarebbero grossomodo ricondotti sullo stesso piano di efficienza.

L’obiettivo perseguito con ProgPow è quello di consentire al cosiddetto “hardware general purpose” di dominare di nuovo la rete, evitando che solo pochi attori siano in grado di validare transazioni e generare i blocchi.

Con ProgPow si vuole distribuire l’attività di mining, per rendere la rete di Ethereum fedele al suo obiettivo di decentralizzazione.

ProgPow: sì o no?

Nonostante ci sia l’intenzione da parte dei principali sviluppatori di Ethereum nel procedere nella scelta di cambiare l’algoritmo di mining, non poche perplessità sono state sollevate da parte della più ampia community.

Il primo punto di dubbio sull’implementazione di ProgPow è quello della sicurezza della rete. Il freno posto agli ASICs farebbe calare l’hashpower sulla blockchian di Ethereum, riducendo anche i costi per mettere in atto un attacco alla rete.

È difficile stimare a quanto ammonti la potenza di calcolo riconducibile agli apparecchi specializzati. Si consideri però che l’anno scorso, quando Monero attuò l’hard fork finalizzato all’esclusione degli ASICs, ne scaturì la diminuzione di circa l’80% dell’hashpower presente prima dell’upgrade.

Al di là della perdita di hashrate posto a sicurezza della rete, c’è anche da considerare che l’hardware general purpose potrebbe non fungere da disincentivo al compimento di un attacco alla rete.

L’hardware generale impiegato per un 51% attack potrebbe infatti essere facilmente “riciclato” per altri utilizzi, come ad esempio per il mining di un’altra criptovaluta minabile attraverso GPU.

Al contrario, l’utilizzo di ASICs dovrebbe fungere da disincentivo all’attacco della rete che utilizza il particolare algoritmo per il quale è stato progettato un apparecchio specializzato.

La ragione è semplice: dopo aver perpetrato l’attacco e aver abbattuto il prezzo della criptovaluta, quell’hardware non sarebbe riutilizzabile per scopi diversi. Verrebbe annientato il valore dell’investimento impiegato nella produzione o acquisto di dispositivi specializzati.

In altri termini, l’elevato investimento di capitali, in combinazione all’inflessibilità dell’hardware specializzato, potrebbe effettivamente disincentivare il lancio di un attacco, mitigando quindi il rischio di centralizzazione associato agli ASICs.

Un’ulteriore critica mossa nei confronti del mutamento di algoritmo risiede nella presunta aggressione allo spirito di libero mercato.

Un hard fork creato ad hoc per tagliare fuori i dispositivi ASICs, viene avvertito come un aggiornamento “anti-competitivo”, in spregio della natura permissionless e dell’attitudine innovativa del progetto Ethereum, presumibilmente in linea con i principi del libero mercato.

In altre parole, l’implementazione di ProgPow danneggerebbe quei produttori di hardware che hanno legittimamente investito significative risorse in ricerca e sviluppo per la produzione di hardware specializzato.

Paradossalmente, il cambio di algoritmo potrebbe trasformare il monopolio di Bitmain in oligopolio di Nvidia e Amd. Queste aziende sono i principali fornitori di GPU, quindi meglio posizionate per la progettazione di ASICs basati su ProgPow.

Non a caso, la totale resistenza agli ASICs è considerata una fallacia nel medio-lungo termine. Vuol dire che la creazione di un hardware ad hoc diventerà a un certo punto conveniente, anche se gli ASICs non forniranno un vantaggio esponenziale in termini di efficienza rispetto a una generale GPU utilizzata dalla massa degli utenti.

Il principale timore nell’implementazione di un algoritmo di mining volto a rendere inefficienti i dispositivi specializzati, è quello di dare adito a un hard fork contenzioso simile a quello del “The Dao”.

Anche se Ethereum ha da sempre superato l’approccio conservativo tipico di Bitcoin, il sentiment generale tra i membri della community è quello di supportare solo le modifiche al protocollo necessarie per affrontare particolari stati di crisi (come l’hack del The Dao) o per implementare miglioramenti materiali che contribuiranno a raggiungere lo stato finale di Serenity.

Considerando l’assenza di prove sulla minaccia di effettiva centralizzazione da parte dei miner su Ethereum, si può ipotizzare lo scenario in cui venga implementato ProgPow, ma solo una piccola percentuale di nodi aggiorna i propri client.

Nell’indesiderata circostanza in cui la maggior parte di hashpower resti sulla catena di Ethash, quale tra le due catene verrebbe considerata il legittimo Ethereum?

Invero, i promotori di ProgPow sostengono che l’esclusione degli ASICs serve a favorire la futura migrazione all’algoritmo di consenso Proof Of Stake (PoS). Infatti, si ritiene che i produttori di ASICs, incentivati da costi oramai irrecuperabili, diffonderanno FUD circa la fattibilità della metamorfosi cui va incontro Ethereum.

Tuttavia, il passaggio al PoS è sulla roadmap di Ethereum sin dal suo lancio. Il cambio di algoritmo di consenso può essere oramai ritenuto una caratteristica distintiva (e ampiamente accettata) della rete, che dovrebbe condurre a un’implementazione non controversa. Perciò, l’opzione più sicura potrebbe essere quella di mantenere lo status quo e procedere attraverso la ben definita roadmap verso Serenity.

I dubbi permangono, la discussione prosegue e le future decisioni forniranno ulteriori indicazioni sui meccanismi di governance di Ethereum.

Il processo di adozione delle decisioni su Ethereum si basa su un consenso informale tra i vari partecipanti.

Mentre agli sviluppatori principali viene concesso spazio di azione per quanto riguarda le decisioni strettamente tecniche, la più ampia community si aspetta di essere coinvolta sulle questioni aventi risvolti di natura filosofica o economica, come ProgPow.



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Giuseppe Brogna

Giuseppe è laureato in giurisprudenza, da sempre appassionato di tecnologia e studioso di tematiche economiche. Stimolato dal potenziale impatto economico e sociale, si approccia al mondo delle DLT; matura particolari interessi nella nuova finanza decentralizzata legata alle tecnologie del ledger distribuito.


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