La criptovaluta Bitcoin è limitata dal suo consumo di elettricità astronomico e dall'enorme impronta di carbonio. Un'alternativa a energia quasi zero sembra troppo bella per essere vera, ma come spiega il professor Rachid Guerraoui della School of Computer and Communication Sciences (IC), tutto si riduce alla nostra comprensione di ciò che rende sicure le transazioni.

Per spiegare perché il sistema sviluppato nel suo Distributed Computing Lab (DCL) rappresenta un cambiamento di paradigma nel modo in cui pensiamo alle criptovalute - e alla fiducia digitale in generale - il professor Rachid Guerraoui usa una metafora legale:tutti gli attori di questo nuovo sistema sono "innocenti fino a quando provata colpevolezza».

Questo è in contrasto con il tradizionale modello Bitcoin descritto per la prima volta nel 2008 da Satoshi Nakamoto, che si basa sulla risoluzione di un difficile problema chiamato "consenso" per garantire la sicurezza delle transazioni. In questo modello, tutti in un sistema distribuito devono concordare sulla validità di tutte le transazioni per impedire ai giocatori malintenzionati di barare, ad esempio, spendendo due volte gli stessi gettoni digitali (doppia spesa). Al fine di dimostrare la loro onestà e raggiungere il consenso, i giocatori devono eseguire compiti informatici complessi e ad alta intensità energetica che vengono poi verificati dagli altri giocatori.

Ma nel loro nuovo sistema, Guerraoui e i suoi colleghi ribaltano il presupposto che tutti i giocatori siano potenziali imbroglioni.

"Adottiamo un approccio minimalista. Ci rendiamo conto che i giocatori non hanno bisogno di raggiungere il consenso; devono solo prevenire comportamenti dannosi quando si manifestano, " spiega. "Quindi, presumiamo che tutti siano onesti, e se i giocatori vedono qualcuno che cerca di fare qualcosa di sbagliato, ignorano quel giocatore e solo quel giocatore."

Con il requisito del consenso fuori mano, il nuovo sistema della DCL, soprannominata trasmissione affidabile bizantina, può realizzare transazioni sicure di criptovaluta su larga scala con un costo energetico praticamente pari a zero, "all'incirca equivalente a quello dello scambio di e-mail, " dice Guerraoui—e solo pochi grammi di CO ₂ rispetto ai 300 kg stimati per una singola transazione Bitcoin.

Questo potrebbe essere un grande vantaggio rispetto a Bitcoin, che è stato segnalato per avere un consumo di elettricità globale che si avvicina a quello dell'Austria, e un'impronta di carbonio globale paragonabile a quella della Danimarca.

La comunicazione è fondamentale

Così, come possono gli utenti essere sicuri che le transazioni di criptovaluta siano sicure se non sono sicuri di chi siano i giocatori dannosi? Guerraoui dice:i giocatori devono solo comunicare tra loro.

"Se un giocatore malintenzionato vuole effettuare un pagamento, Per esempio, questo sistema non consentirebbe a nessuno di accettare denaro da quel giocatore fino a quando un campione scelto a caso non ha confermato che il giocatore non ha inviato denaro a nessun altro; altrimenti, il pagamento non sarà accettato, " spiega. "Fondamentalmente, stiamo dicendo che devi solo scambiare informazioni con un campione di giocatori per implementare una criptovaluta."

L'elemento centrale della comunicazione, o trasmissione, l'informazione è ciò che dà il nome al sistema di trasmissione affidabile bizantina. Dopo aver pubblicato per la prima volta i risultati teorici alla base del sistema all'inizio di quest'anno negli atti del simposio ACM 2019 sui principi dell'informatica distribuita (ACM PODC), una delle due conferenze più prestigiose del settore, Guerraoui ei suoi colleghi hanno recentemente pubblicato un secondo documento che descrive l'implementazione e lo scale-up del loro algoritmo.

Per la sua descrizione della prima soluzione scalabile a un'alternativa di consenso, la seconda carta DCL ha già raccolto l'interesse dell'industria, e ha vinto il Best Paper Award all'altra importante conferenza del settore, DISC 2019 (il 33° Simposio Internazionale sull'informatica distribuita). Il premio sarà consegnato a Budapest, Ungheria a metà ottobre.

Dalle banche al bike sharing

Oltre al minor costo e dispendio energetico, il sistema di trasmissione affidabile bizantina non sacrifica nulla in termini di sicurezza delle transazioni. Sebbene abbia una gamma di applicazioni più ristretta rispetto a Bitcoin, essendo adatto solo per criptovalute, e non per transazioni più complesse come i contratti intelligenti:il sistema può gestire altre forme di valuta oltre al denaro.

"Potrebbe essere usato per una criptovaluta astratta per lo scambio di merci, come le biciclette in un programma di bike sharing, ad esempio, " dice Guerraoui.

Lui e i suoi colleghi hanno in programma di rilasciare il loro nuovo sistema come codice open source che chiunque potrà scaricare e utilizzare entro la fine del 2020.