Algoritmii noi sunt siguri ca blockchains, dar mai simpli, mai rapizi și mai eficienți din punct de vedere energetic
O alternativă cu consum de energie aproape zero la Bitcoin și la alte criptomonede bazate pe blockchain, care promite la fel de multă securitate, dar viteze mult mai mari, este acum în curs de dezvoltare în Europa, potrivit unui nou studiu.
Criptomonedele precum Bitcoin sunt monede digitale care folosesc criptografia pentru a proteja și a permite tranzacții financiare între persoane fizice, făcând inutili intermediarii terți, cum ar fi băncile sau companiile de carduri de credit. Explozia de interes pentru Bitcoin a făcut ca aceasta să fie moneda cu cea mai rapidă creștere din lume de ani de zile.
Cu toate acestea, o slăbiciune majoră a Bitcoin este reprezentată de cantitățile extraordinare de energie pe care le solicită și de cantitățile uriașe de dioxid de carbon, gaz cu efect de încălzire globală, pe care le degajă ca urmare. Se pare că Bitcoin are un consum global de electricitate care se apropie de cel al întregii națiuni a Austriei și o amprentă globală de carbon comparabilă cu cea a Danemarcei.
În căutarea unor abordări alternative la criptomonedă, informaticienii au observat că lucrarea din 2008 care a descris pentru prima dată Bitcoin a explicat că inima protocolului constă în prevenirea cheltuielilor duble. Acest potențial defect în orice sistem de numerar digital ar permite ca un token digital să fie cheltuit de mai multe ori.
Pentru a rezolva această problemă, Bitcoin transmite mesaje către întreaga sa rețea pentru ca toată lumea să confirme fiecare tranzacție, totul pentru a împiedica jucătorii rău intenționați așa-numiți “bizantini” să trișeze. Bitcoin realizează un astfel de consens prin implementarea unui blockchain, care este un registru securizat al tuturor tranzacțiilor din sistem, care este menținut de comunitatea sa de utilizatori în locul oricărui intermediar, cum ar fi o bancă.
Pentru ca blockchains să ajungă la un consens cu privire la validitatea tuturor tranzacțiilor, utilizatorii trebuie să execute sarcini de calcul complexe, cu consum mare de energie, de tip “proof of work”. Numeroasele alte criptomonede dezvoltate după apariția Bitcoin se bazează, în general, toate, de asemenea, pe blockchains.
Cu toate acestea, autorul principal al studiului, Rachid Guerraoui, informatician la Școala Politehnică Federală din Lausanne, Elveția, și colegii săi susțin că Bitcoin și alte criptomonede bazate pe blockchains sunt, în esență, exagerate. Ei sugerează că rezolvarea problemei dublei cheltuieli nu necesită sarcina complexă de a obține un consens. În schimb, pot fi suficienți algoritmi mult mai simpli, mai rapizi și care consumă mai puțină energie.
Cei mai recenți algoritmi pe care cercetătorii i-au dezvoltat difuzează mesaje despre fiecare tranzacție într-o manieră similară cu bârfa: un utilizator informează un grup mic despre tranzacție, iar aceștia continuă să informeze și pe alții despre aceasta, și așa mai departe, mesajul răspândindu-se la un număr tot mai mare de participanți la sistem într-o manieră exponențială. Când este vorba de miliarde de utilizatori, este nevoie doar de câteva zeci de runde de comunicări pentru ca un mesaj să ajungă la orice alt membru al sistemului, spun cercetătorii.
În loc să caute consensul fiecărui participant din sistem pentru fiecare tranzacție, algoritmii verifică dacă un eșantion aleatoriu de utilizatori a primit mesaje despre fiecare tranzacție. Dacă acest eșantion este suficient de mare, șansa ca atacatorii rău intenționați să păcălească sistemul să creadă că a avut loc o altă tranzacție este suficient de redusă pentru a se asigura că astfel de hack-uri nu au loc în cadrul vârstei universului, spun cercetătorii.
Cercetatorii spun că algoritmii lor fără consens nu numai că sunt siguri, dar consumă, de asemenea, cantități neglijabile de energie electrică, fiecare tranzacție necesitând aproximativ la fel de multă energie ca și schimbul de e-mailuri.
“Este cu siguranță mai puțin consumator de energie decât Bitcoin”, spune Guerraoui. Oamenii de știință și-au detaliat cele mai recente descoperiri într-un studiu care va fi prezentat pe 16 octombrie la Simpozionul internațional privind calculul distribuit de la Budapesta și care a câștigat deja premiul pentru cea mai bună lucrare de la acea întâlnire.
Argitmii fără consens generează, de asemenea, doar câteva grame de dioxid de carbon pe tranzacție, comparativ cu aproximativ 300 de kilograme pe tranzacție Bitcoin. În plus, în timp ce protocolul Bitcoin original avea nevoie de până la o oră pentru a confirma că o tranzacție s-a desfășurat corect, prototipurile algoritmilor echipei elvețiene pot face acest lucru în mai puțin de o secundă.
Argitmii nu pot fi aplicați doar la monedă, ci pot ajuta, de asemenea, la transferul securizat al proprietății oricărui alt tip de activ, cum ar fi terenurile, spune Guerraoui. Cercetătorii investighează în prezent cât de mult pot realiza algoritmii lor în ceea ce privește alte tipuri de tranzacții de care sunt capabile blockchains, cum ar fi implementarea de “contracte inteligente”. Acestea sunt convenții prin care participanții sunt de acord să îndeplinească o sarcină pe baza unei serii de condiții.