I nuovi algoritmi sono sicuri come le blockchain, ma più semplici, più veloci e più efficienti dal punto di vista energetico

Un’alternativa quasi a zero energia a Bitcoin e ad altre criptovalute basate su blockchain che promette altrettanta sicurezza ma una velocità molto maggiore è ora in fase di sviluppo in Europa, secondo un nuovo studio.

Le criptovalute come Bitcoin sono valute digitali che utilizzano la crittografia per proteggere e consentire le transazioni finanziarie tra gli individui, rendendo inutili gli intermediari terzi come banche o società di carte di credito. L’esplosione di interesse in Bitcoin lo ha reso la valuta in più rapida crescita al mondo per anni.

Tuttavia, una grande debolezza di Bitcoin è la straordinaria quantità di energia che richiede, e le grandi quantità di anidride carbonica, gas che riscalda il pianeta, che sputa fuori come risultato. Si dice che Bitcoin abbia un consumo globale di elettricità che si avvicina a quello dell’intera nazione dell’Austria, e un’impronta di carbonio globale paragonabile a quella della Danimarca.

Nella ricerca di approcci alternativi alla criptovaluta, gli scienziati informatici hanno notato che il documento del 2008 che ha descritto per la prima volta Bitcoin ha spiegato che il cuore del protocollo sta nel prevenire la doppia spesa. Questo potenziale difetto in qualsiasi schema di denaro digitale permetterebbe ad un token digitale di essere speso più di una volta.

Per risolvere questo problema, Bitcoin trasmette messaggi a tutta la sua rete per far sì che tutti confermino ogni transazione, il tutto per evitare che giocatori malintenzionati, detti “bizantini”, possano barare. Bitcoin raggiunge tale consenso implementando una blockchain, che è un libro mastro sicuro di tutte le transazioni nel sistema che è mantenuto dalla sua comunità di utenti invece di qualsiasi intermediario come una banca.

Per far sì che le blockchain raggiungano il consenso sulla validità di tutte le transazioni, gli utenti devono eseguire complesse operazioni di calcolo ad alta intensità energetica “proof of work”. Anche le molte altre criptovalute sviluppate dopo la nascita di Bitcoin sono generalmente tutte basate su blockchain.

Tuttavia, l’autore principale dello studio Rachid Guerraoui, un informatico della Scuola Politecnica Federale di Losanna in Svizzera, e i suoi colleghi sostengono che Bitcoin e altre criptovalute basate su blockchain sono essenzialmente esagerate. Essi suggeriscono che risolvere il problema della doppia spesa non richiede il complesso compito di raggiungere il consenso. Invece, algoritmi molto più semplici, più veloci e meno dispendiosi di energia possono bastare.

Gli ultimi algoritmi che gli scienziati hanno sviluppato trasmettono messaggi su ogni transazione in un modo simile al gossip: un utente racconta la transazione a un piccolo gruppo, che continua a informarne altri, e così via, con il messaggio che si diffonde a un numero crescente di partecipanti al sistema in modo esponenziale. Quando si tratta di miliardi di utenti, ci vogliono solo poche decine di giri di comunicazione perché un messaggio raggiunga qualsiasi altro membro del sistema, dicono i ricercatori.

Invece di cercare il consenso di ogni partecipante al sistema per ogni transazione, gli algoritmi controllano se un campione casuale di utenti ha ricevuto messaggi su ogni transazione. Se questo campione è sufficientemente grande, la possibilità che gli aggressori malintenzionati possano ingannare il sistema nel pensare che si sia verificata un’altra transazione è abbastanza bassa da garantire che tali attacchi non si verifichino entro l’età dell’universo, dicono i ricercatori.

I ricercatori dicono che i loro algoritmi senza consenso non sono solo sicuri, ma consumano anche quantità trascurabili di energia elettrica, con transazioni che richiedono ciascuna circa la stessa quantità di energia dello scambio di e-mail.

“È sicuramente meno dispendioso di energia di Bitcoin”, dice Guerraoui. Gli scienziati hanno dettagliato le loro ultime scoperte in uno studio che sarà presentato il 16 ottobre all’International Symposium on Distributed Computing di Budapest e che ha già vinto il Best Paper Award di quel meeting.

Gli algoritmi senza consenso generano anche solo pochi grammi di anidride carbonica per transazione, rispetto ai 300 chilogrammi stimati per transazione Bitcoin. Inoltre, mentre il protocollo Bitcoin originale richiedeva fino a un’ora per confermare che una transazione era avvenuta correttamente, gli algoritmi prototipo del team svizzero possono farlo in meno di un secondo.

Guerraoui dice che gli algoritmi non possono essere applicati solo alla valuta, ma possono anche aiutare a trasferire in modo sicuro la proprietà di qualsiasi altro tipo di bene, come la terra. I ricercatori stanno attualmente studiando quanto i loro algoritmi possono realizzare rispetto ad altri tipi di transazioni di cui sono capaci le blockchain, come l’implementazione di “contratti intelligenti”. Questi sono patti in cui i partecipanti accettano di svolgere un compito sulla base di una serie di condizioni.