Punti chiave
Il trilemma della blockchain spiega la sfida di bilanciare sicurezza, decentralizzazione e scalabilità nelle reti blockchain.
Migliorare una proprietà spesso comporta sacrificare una o entrambe le altre.
Diverse blockchain adottano vari approcci tecnici, come meccanismi di consenso alternativi, soluzioni Layer 2 e sharding, per affrontare il trilemma.
Sebbene nessuna blockchain abbia completamente "risolto" il trilemma, il settore continua a innovare verso design più equilibrati.
Introduzione
Poiché le blockchain possono gestire solo un numero limitato di transazioni al secondo, molti sostengono che per essere adottata a livello globale, la tecnologia dovrebbe essere in grado di gestire molti più dati e a velocità più elevate. Ciò consentirebbe a più persone di utilizzare la rete senza che diventi lenta o costosa.
Tuttavia, il design fondamentale di molte reti decentralizzate implica che l'aumento della scalabilità tende a indebolire la decentralizzazione o la sicurezza. Questo è ciò che è noto come il trilemma della blockchain. Gli sviluppatori stanno esplorando varie soluzioni, come nuovi meccanismi di consenso, sharding e reti Layer 2.
Il trilemma della blockchain
In breve, una blockchain è un database digitale distribuito. I blocchi di dati sono organizzati in ordine cronologico. I blocchi sono collegati e protetti da prove crittografiche. L'implementazione di questa tecnologia in diversi settori sta già cambiando il nostro modo di lavorare e vivere.
L'idea è che blockchain decentralizzate e sicure permettano un mondo in cui non dobbiamo fare affidamento su terze parti affinché le reti o i mercati funzionino. Tuttavia, gli esperti concordano generalmente sul fatto che, per fare in modo che questa tecnologia venga adottata più ampiamente, il trilemma della blockchain deve essere affrontato.
Popolarizzato dal co-fondatore di Ethereum, Vitalik Buterin, il trilemma della blockchain si riferisce all'idea che è difficile per le blockchain raggiungere livelli ottimali di tutte e tre le proprietà contemporaneamente. Rafforzare una di queste proprietà spesso significa compromettere una o entrambe le altre.
Decentralizzazione
Le reti blockchain sono decentralizzate per design, quindi nessuna singola persona, azienda o organizzazione le controlla. La rete è aperta a chiunque voglia partecipare e il controllo è distribuito tra tutti i partecipanti. Tutti hanno accesso allo stesso ledger e se un partecipante tenta di aggirare il sistema modificando i dati a proprio favore, il resto della rete può verificare e rifiutare i dati fraudolenti.
Considera la differenza tra Bitcoin e il sistema bancario tradizionale. Le banche impongono fiducia tra le persone che effettuano transazioni e garantiscono che tutti i registri siano mantenuti correttamente. La blockchain di Bitcoin, tuttavia, condivide tutti quei dati con tutti gli utenti della rete, in modo che possano essere verificati e confermati prima di essere aggiunti al database. Il risultato è un sistema che può esistere senza la necessità di terze parti.
La decentralizzazione offre la possibilità di ciò che è noto come Web3. Mentre il Web2 costituisce la maggior parte di internet oggi, con siti e app controllati da aziende, il Web3 dà agli utenti il controllo sui propri dati e sulla propria identità.
Tuttavia, la decentralizzazione comporta dei compromessi. Poiché più utenti devono raggiungere un consenso su ogni transazione, l'elaborazione è spesso più lenta rispetto ai sistemi centralizzati. Questo rende la scalabilità (la capacità di gestire più transazioni al secondo) una sfida chiave per le reti decentralizzate.
Sicurezza della blockchain
La sicurezza è essenziale per qualsiasi blockchain perché, senza di essa, gli aggressori potrebbero compromettere la rete e alterare la cronologia delle transazioni. Che un sistema sia centralizzato o decentralizzato, la sicurezza non è garantita. I sistemi centralizzati possono beneficiare di un controllo più stretto e di decisioni più rapide, ma presentano anche un singolo punto di vulnerabilità e dipendono fortemente dalla qualità dei loro team di sicurezza.
Nei sistemi decentralizzati, la sicurezza deve essere raggiunta senza fare affidamento su un'autorità centrale. Bitcoin, ad esempio, utilizza una combinazione di crittografia e un meccanismo di consenso chiamato Proof of Work (PoW). Ogni blocco di dati è collegato al precedente tramite una firma digitale unica (hash), rendendo qualsiasi manomissione immediatamente rilevabile.
La PoW aggiunge un ulteriore livello di protezione richiedendo ai partecipanti della rete, noti come miner, di risolvere complessi enigmi matematici attraverso estese computazioni di hashing prima di convalidare le transazioni. Ciò rende gli attacchi costosi e difficili da eseguire. Poiché il mining di Bitcoin è fortemente dipendente dalle risorse, è più lento di altri approcci.
Tieni anche presente che più partecipanti (nodi) ci sono nella rete, più è sicura. Più grande è la rete, più diventa difficile per un malintenzionato prendere il controllo del sistema.
In teoria, se una persona o un gruppo riesce a controllare oltre la metà della potenza della rete, potrebbe eseguire quello che è noto come un 51% attack, che potrebbe potenzialmente consentire exploit come il double spending.
Scalabilità della blockchain
La scalabilità si riferisce alla capacità di una blockchain di gestire un numero crescente di transazioni al secondo (TPS). Perché la tecnologia blockchain supporti l'adozione di massa e potenzialmente miliardi di utenti, deve elaborare le transazioni in modo rapido, economico e affidabile. Nella pratica, la scalabilità spesso passa in secondo piano rispetto alla decentralizzazione e alla sicurezza, che sono i due principi fondamentali del design della blockchain.
I sistemi di pagamento centralizzati come Visa, ad esempio, possono gestire migliaia di transazioni al secondo perché operano in un ambiente chiuso e permissioned. Non richiedono un consenso globale da migliaia di nodi indipendenti, consentendo loro di elaborare le transazioni quasi istantaneamente.
Al contrario, le blockchain pubbliche devono elaborare ogni transazione attraverso più validatori indipendenti. Questa verifica distribuita rallenta le prestazioni: il livello base di Bitcoin ha una media di circa 5 TPS, mentre Ethereum elabora circa 18 TPS.
Anche con il consenso Proof of Stake (PoS) che sostituisce la PoW in alcune reti, la necessità di un accordo globale impone comunque dei vincoli. Senzo soluzioni di scalabilità efficaci, un aumento dell'uso può portare a congestione della rete, tempi di transazione più lenti e commissioni più elevate.
Affrontare il trilemma della blockchain
La soluzione più ovvia e basilare al trilemma della blockchain è ridurre il numero di validatori di rete (nodi) in cambio di maggiore scalabilità e velocità. Tuttavia, farlo porterebbe a un indebolimento della decentralizzazione, con il controllo passato a un numero minore di partecipanti. Potrebbe anche portare a un indebolimento della sicurezza, poiché meno attori significano una maggiore possibilità di attacchi.
Quindi qui si trova il trilemma: decentralizzazione e sicurezza sono profondamente connesse, e il modo in cui vengono costruite le blockchain rende difficile migliorare la scalabilità senza indebolire uno o entrambi. La grande domanda è come rendere le blockchain più veloci senza sacrificare le stesse qualità che le rendono affidabili in primo luogo.
Sviluppi in corso
Non esiste una soluzione unica al trilemma. Tuttavia, sviluppatori e ricercatori hanno esplorato una varietà di approcci, molti dei quali hanno mostrato risultati promettenti. Alcuni degli sviluppi più notevoli includono:
1. Sharding
Lo sharding suddivide una blockchain in partizioni più piccole, o shard, ciascuna con il proprio ledger e la capacità di elaborare transazioni in modo indipendente. Una main chain coordina le interazioni tra gli shard, riducendo il carico su qualsiasi singola chain e migliorando la scalabilità.
Ad esempio, il protocollo NEAR utilizza un modello di sharding noto come Nightshade 2.0, che scala dinamicamente suddividendo la rete in più shard paralleli. Ad agosto 2025, la rete opera con 8 shard attivi e può raggiungere la finalità delle transazioni in circa 600 millisecondi.
2. Meccanismi di consenso diversi
Una delle ragioni per cui il trilemma esiste nella rete bitcoin è il modo in cui la PoW funziona per garantire la sicurezza. Trovare un modo diverso per garantire il consenso è un approccio per risolvere il trilemma.
Nelle blockchain PoS, i partecipanti coinvolti nella convalida delle transazioni devono mettere in staking (bloccare) i loro token. Non c'è bisogno del processo di mining legato ad apparecchiature altamente specializzate. Aggiungere altri validatori alla rete è più semplice e accessibile. La PoS è solo uno dei tanti approcci diversi ai meccanismi di consenso che puntano alla scalabilità.
Un altro approccio è la Proof of Authority (PoA), che protegge la rete utilizzando le identità dei validatori piuttosto che crypto in staking. Nei sistemi PoA, un numero limitato di partecipanti fidati è pre-approvato per verificare le transazioni e creare blocchi. Questo può offrire una maggiore scalabilità ma riduce la decentralizzazione.
Alcune reti blockchain utilizzano modelli ibridi per bilanciare i compromessi. Ad esempio, BNB Smart Chain utilizza la Proof of Staked Authority (PoSA), dove i validatori mettono in staking BNB per partecipare alla produzione di blocchi, raggiungendo tempi di blocco di circa tre secondi. La rete Conflux combina elementi della PoW con una struttura a grafo aciclico diretto (DAG) per migliorare il rendimento mantenendo le caratteristiche di sicurezza della PoW.
3. Soluzioni Layer 2
Un altro approccio per affrontare il trilemma è costruire su una blockchain esistente piuttosto che modificare il suo livello di base. Le soluzioni Layer 2 elaborano le transazioni al di fuori della main chain e poi regolano i risultati su di essa. Questo riduce la congestione, abbassa le commissioni e mantiene la sicurezza del livello di base.
I rollup raggruppano più transazioni off-chain e inviano una singola prova compressa alla chain principale per la verifica. Gli optimistic rollup come Arbitrum presumono che le transazioni siano valide a meno che non vengano contestate, mentre i rollup a conoscenza zero (ZK) come Scroll utilizzano prove crittografiche per confermare la validità senza rivelare tutti i dettagli. Ethereum è diventato sempre più incentrato sui rollup, con gran parte della sua finanza decentralizzata (DeFi), dei giochi e delle attività NFT che si svolgono su Layer 2 per migliorare la velocità e ridurre i costi.
I canali di stato consentono ai partecipanti di effettuare transazioni off-chain, registrando solo gli stati di apertura e chiusura sulla blockchain. Il Lightning Network di Bitcoin è un esempio ben noto che utilizza i canali di stato per abilitare transazioni rapide e a basso costo, mantenendo la maggior parte dell'attività off-chain e facendo affidamento sul livello base di bitcoin per il regolamento finale.
In chiusura
Il trilemma della blockchain rimane una sfida significativa nel raggiungere il pieno potenziale della tecnologia. Tuttavia, sforzi in corso come la roadmap incentrata sui rollup di ethereum e l'emergere di blockchain modulari ad alte prestazioni mostrano percorsi promettenti per il futuro. Queste innovazioni mirano a migliorare la scalabilità senza compromettere la sicurezza o la decentralizzazione, avvicinando il settore a un futuro in cui le blockchain possono supportare applicazioni su scala globale.
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