Ethereum

Molte delle criptovalute più in auge, al giorno d’oggi, sono monete che non hanno ancora visto un utilizzo compiuto nel mondo reale. Ethereum, invece, oltre ad essere tra le criptovalute più famose e scambiate nella rete, è già ben presente all’interno della nostra società, che la utilizza in svariate modalità.

Sinteticamente, potremmo definire Ethereum come una piattaforma decentralizzata del Web 3.0 utile alla creazione e pubblicazione peer-to-peer di contratti intelligenti (smart contracts).

La storia di Ethereum

Il progetto Ethereum vede la luce nel 2013, quando un ragazzino russo-canadese di 19 anni di nome Vitalik Buterin pubblica un white paper che proponeva Ethereum, un prodotto opensource finalizzato all’utilizzo degli Smart Contracts. L’ICO di Ethereum ha un successo clamoroso: in soli 42 giorni, infatti, vengono raccolti l’equivalente di oltre 18 milioni di dollari.

Nei due anni successivi, Buterin rendee il progetto Ethereum libero e pubblico a tutti, in modo che chiunque possa contribuire ad apportare migliorie al sistema.

Vitalik Buterin [Fonte: Wikipedia]

Da quel momento, Ethereum è diventata la criptovaluta quasi più utilizzata al mondo, seconda solo a Bitcoin, con (a oggi) oltre 50 miliardi di dollari di market cap.

Che cos’è Ethereum

Il funzionamento di Ethereum ha dei tratti in comune con quello di Bitcoin. Entrambe le criptovalute, infatti, utilizzano una blockchain ed entrambe vengono gestite dagli utenti stessi. La principale differenza sta nel fatto che con Ethereum si possono effettuare molte più operazioni.

Infatti, Ethereum oltre a risultare come un velocissimo sistema di pagamento (ben più rapido di Bitcoin), ha la caratteristica fondamentale di permettere la creazione, diffusione ed attuazione dei celebri smart contract.

Tali contratti sono simili ai contratti che si utilizzano tutti i giorni nella nostra società, con la particolarità che l’iter degli stessi con Ethereum non potrà subire variazioni o cancellazioni, pena il non compimento del contratto. Una volta entrato nel sistema Ethereum, infatti, il contratto verrà concluso senza alcuna modifica. Tale standard di sicurezza ha fatto sì che la cripto Ether (la moneta di Ethereum) venisse utilizzata da milioni di utenti nel mondo.

Cosa sono gli smart contracts

Gli Smart Contract (letteralmente contratti intelligenti) sono contratti che regolano accordi della sfera giuridico-patrimoniale tra più parti. Sono chiamati Smart perché sono, a tutti gli effetti, auto eseguibili. Ovvero, non vi è più bisogno di una terza parte che faccia da garante per l’esecuzione di detto contratto. Nessuna necessità di avvocati o notai. Si sarà già capito, ma è proprio qui che Ethereum trova uno degli elementi del suo straordinario successo: abbattendo cioè i costi relativi alle terze parti.

È infatti la blockchain che si accolla in un certo senso tutti gli oneri. Di fatto, la sicurezza è garantita dai milioni di nodi che registrano e controllano il contratto. Contratto che, ovviamente, non è hackerabile o modificabile.

Applicazione degli smart contracts

Vediamolo più nello specifico un esempio di applicazione di uno smart contract. Supponiamo di dover effettuare un volo intercontinentale di lavoro e di non poterci permettere di partire in ritardo. Pertanto, pensiamo di stipulare un contratto assicurativo con una assicurazione per tutelarci da questa eventualità.

Se il volo partirà in orario, lo Smart Contract farà sì che i miei soldi arrivino all’assicurazione; partisse in ritardo, mi si accrediterebbero automaticamente i soldi dell’assicurazione. Il tutto certificato, comprovato e non contestabile grazie ai milioni di utenti che hanno “visto” il contratto. Il tutto ruota attorno alla condizione “Se il volo parte in orario”. Se sì, i soldi vanno in una direzione, se no, vanno nell’altra. Tutto assolutamente ineludibile.

Come si può facilmente intuire, le applicazioni sono praticamente infinite: di fatto questa tecnologia va a perfezionare e a sostituire le figure di avvocati e notai. Vogliamo comprare casa? Zero costi notarili, se ne certifichiamo il passaggio di proprietà con Ethereum. Ci serve una prova d’acquisto di un determinato bene acquistato online? Si può avere gratuitamente su Ethereum. E molto, molto, molto altro ancora: sistemi elettorali, mercati finanziari, progetti crowdfunding o brevetti: tutto gestibile e programmabile con gli smart contracts di Ethereum.

Quali sono i vantaggi di Ethereum

L’utilizzo di Ethereum e degli smart contracts ha palesato fondamentalmente alcuni grandi vantaggi:

• Libertà di pagamento: come per molte criptovalute, con Ethereum è possibile ricevere ed inviare denaro in qualsiasi momento ed in qualsiasi luogo. Sarà sufficiente avere a disposizione un device (smartphone o computer) con una connessione ad internet. Transazione che avviene senza alcun tempo di attesa.
• Zero rischi: le transazioni Ethereum sono sicure, irreversibili e private. I contratti creati all’interno della rete risultano immodificabili. Questa caratteristica attira aziende e utenti, per l’assenza di eventuali frodi e furti di identità.
• Trasparenza: la blockchain fornisce tutte le informazioni sulle transazioni in tempo reale. Nessuno può modificare il protocollo Ethereum perché la blockchain è inattaccabile dal punto di vista crittografico.
• Convenienza: non per ultimo, vi è un aspetto di convenienza economica rispetto ad altri sistemi di pagamento (banche, Paypal, Bitcoin…). Inviare e ricevere somme di denaro risulta molto più semplice ed economico, grazie ai costi irrisori di mantenimento.
• È una blockchain multiuso grazie alla sua capacità di integrare e utilizzare smart contract.
• L’uso e lo sviluppo dell’EVM conferisce un alto livello di sicurezza per eseguire smart contract e DApp in modo completamente decentralizzato e sicuro.
• Ha una rapida produzione di blocchi che gli permette di avere una velocità di conferma delle transazioni molto più veloce di Bitcoin e altre criptovalute.
• Lo sviluppo non è controllato da alcuna autorità centrale, il suo nucleo di sviluppo è completamente decentralizzato e le decisioni vengono prese per consenso. Inoltre, la community ha un forte impatto sulle decisioni dello sviluppo della blockchain.

Come funziona Ethereum

Ether (ETH) è la valuta Ethereum (“Ethereum” è il sistema, mentre “ETH” è la moneta digitale che circola al suo interno). Se volete fare qualcosa con il sistema, avrete bisogno di Ether. L’etere alimenta il sistema Ethereum e, per questo motivo viene spesso definito “gas“. Ogni transazione sulla piattaforma Ethereum richiede una certa quantità di “gas” per portare a termine il lavoro. Più grande è il lavoro, più gas servirà.

Il modo migliore per pensare all’ETH è che rappresenti la valuta che viene usata per pagare l’esecuzione di un contratto intelligente poiché un contratto intelligente richiede potenza di calcolo per essere eseguito. I minatori forniscono potenza di calcolo e gli utenti di Ethereum pagano i miners con ETH in cambio della loro potenza di calcolo.

Gas, la base di tutto

Il Gas, come abbiamo visto, è usato per misurare il lavoro svolto all’interno della blockchain. Ogni azione nella blockchain come operazione o insieme di operazioni ha un costo specifico che è dato in unità di Gas.

Tra le funzioni del Gas all’interno della blockchain possiamo citare:

• Attribuisce un costo all’esecuzione delle attività. Il Gas viene utilizzato come unità per misurare il costo di eseguire una determinata azione all’interno della blockchain. Ogni azione ha un costo in Gas e un insieme di azioni svolte riporta il costo totale di detta operazione. In questo modo, possiamo ritenere il Gas come il prezzo da pagare per compiere azioni all’interno della blockchain.
• Aiuta a migliorare la sicurezza del sistema. Poiché ogni azione ha un prezzo, questo aiuta a impedire che la blockchain interrompa il suo funzionamento e minacci la sua sicurezza. Ciò è possibile perché il Gas aiuta a proteggere la rete dagli attacchi di spam. Per questo, esso implica una spesa che impedisce che si realizzino facilmente attacchi DDoS sulla rete, attacchi che possono lasciare milioni di utenti senza servizio.
• Premia i miner. Le azioni sulla blockchain dipendono dalla loro esecuzione sull’hardware che è nelle mani dei miner. Il Gas serve per pagare per questo utilizzo.

Dimensione e tempi di generazione dei blocchi

Una caratteristica che contraddistingue Ethereum è il peculiare metodo di calcolo della dimensione dei suoi blocchi. A differenza di Bitcoin, in cui la loro dimensione è limitata a 1 MB, in Ethereum la dimensione dei blocchi è limitata a una quantità specifica di Gas. Ogni blocco ha una dimensione prevista di 15 milioni di gas, ma la dimensione dei blocchi aumenterà o diminuirà a seconda della domanda della rete, fino al limite del blocco di 30 milioni di gas (2 volte la dimensione prevista del blocco). L’importo totale di gas consumato da tutte le transazioni nel blocco dev’essere inferiore al limite di gas del blocco. Ciò è importante perché evita

che i blocchi siano arbitrariamente grandi. Se i blocchi potessero essere arbitrariamente grandi, i nodi completi meno performanti, gradualmente, non riuscirebbero più stare al passo con la rete per via dei requisiti di spazio e velocità. Più grande è il blocco, maggiore sarà la potenza di calcolo richiesta per elaborarlo in tempo per il prossimo slot.

Solitamente un blocco può contenere circa 500 transazioni di pagamento tra i vari conti, la più semplice delle operazioni possibili. Nel caso di uno smart contract, le operazioni di uno di essi possono raggiungere facilmente il limite di Gas di ogni blocco.

Un’altra differenza con Bitcoin è il tempo di generazione del blocco. In Bitcoin ogni blocco viene generato ogni 10 minuti, mentre in Ethereum questo valore è variabile. Inizialmente, ogni blocco veniva generato circa ogni 16 secondi. In Ethereum, il tempo è diviso in unità da dodici secondi, dette ‘slot’. In ogni slot viene selezionato un singolo validatore per proporre un blocco. Supponendo che tutti i validatori siano online e totalmente operativi, ci sarà un blocco in ogni slot, a significare che il tempo del blocco è 12 secondi. Tuttavia, occasionalmente, i validatori potrebbero essere offline quando chiamati a proporre un blocco, a significare che talvolta gli slot possono rimanere vuoti. Questo differisce dai sistemi basati sul Proof of Work, in cui i tempi di blocco sono probabilistici e regolati dalla difficoltà di mining. Ciò significa che, a grandi linee, Ethereum è più veloce Bitcoin nella conferma dei blocchi. Ciò ha ovviamente un riscontro migliore sulle sue potenzialità come sistema di pagamento.

Ethereum Virtual Machine

La Ethereum Virtual Machine (EVM) è un software il cui obiettivo è servire come livello di astrazione nell’esecuzione del codice che viene memorizzato nella blockchain. In questo modo si cerca di impedire che un programmatore malintenzionato di una DApp o di uno smart contract possa minacciare la sicurezza dei nodi della rete e la rete stessa.

Per raggiungere questo obiettivo, EVM esegue un’astrazione completa del sistema, gestendo l’accesso alle risorse del computer e limitando le sue azioni in un ambiente controllato o in una macchina virtuale. Ma oltre a questo, EVM cerca anche di semplificare lo sviluppo e l’aggiornamento di applicazioni e funzionalità a disposizione del DApp. Vale a dire, EVM è stato creato sia per proteggere che per consentire di estendere le funzioni di Ethereum in modo semplice.

La EVM permette il funzionamento di smart contract e DApp grazie all’utilizzo del linguaggio di programmazione Solidity. Questo linguaggio permette di programmare tutta la logica dietro le DApp e smart contract consentendo l’esecuzione decentralizzata del codice utilizzando l’EVM.

Previsioni del valore di Ethereum

In termini di politica monetaria, non esiste un limite massimo alla quantità di ETH che può essere prodotta (al contrario, sappiamo che ci saranno solo 21 milioni di Bitcoin). Attualmente, Ethereum ha un tasso di inflazione di circa il 3% annuo e sebbene questo numero possa cambiare, non si prevede il raggiungimento di un tasso di inflazione dello 0%, come accadrà invece per Bitcoin.

Determinare il prezzo di ETH è dunque diverso dal determinare il prezzo di BTC. Il bitcoin è visto come l’oro digitale, una riserva di valore. Il prezzo di ETH rifletterà in genere l’offerta e la domanda per l’utilizzo di contratti intelligenti poiché ETH viene utilizzato per pagare i minatori per eseguire contratti intelligenti. Più persone vogliono utilizzare contratti intelligenti sulla rete Ethereum, più Ethereum Gas è necessario, e più è probabile che il relativo prezzo salga.

Ethereum ha attualmente un limite di emissione di moneta stabilito a 18 milioni di ether annuali. Cioè, ogni anno l’attività mineraria può generare al massimo 18 milioni di nuove monete. Tuttavia, l’emissione totale è infinita. Per ottenerne l’emissione, la rete dispone di un sistema di transazioni coinbase piuttosto peculiare. In primo luogo, se un miner riesce a risolvere un blocco, riceve 2 ETH come ricompensa. Se un altro miner

risolve allo stesso tempo il medesimo blocco, anche lui riceve una ricompensa. In questo modo, le monete vengono emesse sulla blockchain di Ethereum.

L’emissione iniziale di ether sulla blockchain era correlata alla prevendita effettuata per promuovere il progetto. All’epoca furono creati un totale di 60 milioni di ether. Di questi, 12 milioni sono stati utilizzati per creare un fondo di sviluppo: ciò rappresenta l’inizio della Fondazione Ethereum.

Dove e come comprare ETH

La criptovaluta ETH è disponibile in praticamente ogni exchange che oggi sia in circolazione quali ad esempio Coinbase, Binance, Bittrex, Kraken.

Come viene fatto il mining in Ethereum

Sia in Bitcoin che in Ethereum, la nuova valuta (“Bitcoin” o “Ether”) viene creata da un processo chiamato “mining“. I nodi su una blockchain devono a tal fine verificare le transazioni venendo poi premiati con la valuta di nuovo conio. Ad esempio, un nodo Ethereum viene ricompensato con un nuovo Ether. È detto appunto “mining” perché è un processo molto simile all’estrazione di oro o diamanti ma, invece di scavare nel terreno, i minatori verificano le transazioni.

Il mining di Ether sfrutta un meccanismo di consenso detto “Proof-of-Work“ (PoW). Si chiama PoW perché il nodo deve dimostrare di aver fatto il ”lavoro” (verificare le transazioni) per ricevere la proprio ricompensa in ETH. Il lato negativo del mining PoW è che esso utilizza molta potenza di calcolo e quindi molta elettricità, rendendolo costoso anche in termini ambientali. Questo algoritmo è progettato per essere altamente impegnativo e mirato al mining con GPU. Per questo motivo, il mining era inizialmente altamente decentralizzato e diversificato.

Ethash utilizza la funzione hash Keccak, nota anche come SHA-3. In questo modo, l’algoritmo cerca di utilizzare elementi crittografici altamente sicuri. Allo stesso tempo, Ethash è stato pensato per avere un uso intensivo di memoria e cache. Entrambe le caratteristiche hanno lo scopo di offrire resistenza al mining con ASIC ed evitarne la centralizzazione.

Gli sviluppatori di Ethereum sperano di iniziare a utilizzare a breve un metodo di consenso differente, denominato “Proof-of-Stake” (PoS). Questo metodo utilizza un quantitativo di energia elettrica essenzialmente trascurabile. In PoS, gli utenti con molto Ether vengono selezionati a caso per verificare le transazioni (staking).

Applicazioni di Ethereum

Ethereum è una delle criptovalute e blockchain con la più grande varietà di utilizzi attualmente esistenti, tra queste possiamo evidenziare:

• Accettare e ricevere pagamenti in modo rapido e sicuro: Una delle grandi caratteristiche sin dal suo inizio è stata la sua capacità di gestire i pagamenti molto più velocemente di Bitcoin. Ciò è dovuto al breve periodo di formazione dei blocchi che va dai 10 ai 30 secondi e alla scalabilità della blockchain.
• Realizzare ICO: Mentre la creazione di token e ICO non è stata avviata da Ethereum, ma dalle colored coins. La verità è che questo progetto ha offerto strumenti per facilitare notevolmente questo lavoro. Con la creazione del Gettone ERC-20, Ethereum ha continuato a diventare il “Padre delle ICO”. Grazie alla creazione di ERC-20, la creazione di un token non è più un’attività estremamente complessa. Attualmente, è sufficiente fare uno smart contract seguendo il modello del token ERC-20 e il lavoro è fatto. Ciò ha dato una spinta importante alla blockchain ed ha permesso la diversificazione del mercato delle criptovalute, aprendo nuove possibilità. In effetti, ci sono attualmente almeno 191.000 token ERC-20 creati, ciascuno con caratteristiche uniche in esecuzione sulla propria blockchain.
• Smart Contract e DApp: Gli smart contract e le DApp rappresentano uno dei maggiori usi di Ethereum. Le capacità di questi due strumenti sono praticamente infinite. Dalla creazione dei contratti intelligenti per comprare-vendere o negoziare beni o servizi, la loro utilità è limitata solo dall’immaginazione. D’altra parte, le DApp sono una rivoluzione. Queste sono in grado di creare applicazioni completamente decentralizzate, non censurate, sicure e finanziariamente autosufficienti. Possiamo anche menzionare le piattaforme costruite su questa rete, come Augur.

Qual è il futuro di Ethereum

Il futuro di Ethereum sembra estremamente promettente. Oltre alla “DeFi”, vediamo alcuni sviluppi chiave a cui prestare attenzione nei prossimi anni.

In primo luogo, viene affrontato il problema della scalabilità tramite l’uso di ZK-Rollup ed altre soluzioni off-chain. Molto lavoro è stato dedicato allo sviluppo di tecnologie che consentano alle transazioni di svolgersi off-chain per poi essere periodicamente verificate on-chain. Queste soluzioni di scalabilità aiutano a ridurre la congestione della rete. Lo Staking su Ethereum consente agli investitori di Ethereum di guadagnare un reddito passivo solo per il possesso e lo staking di valuta ETH.

Ethereum 2.0 è un progetto che ha iniziato il suo sviluppo nel 2017 con l’arrivo di Ethereum Metropolis e dei suoi due aggiornamenti Byzantium e Constantinople. A quel tempo, la trasformazione di Ethereum iniziò a cercare di dotarlo di una migliore capacità di scalare, ridurre i costi di commissione e controllare il mining della criptovaluta.

Gli exchange decentralizzati sono divenuti oggi incredibilmente popolari. Al suo apice, Uniswap è arrivato addirittura a produrre un volume di scambio superiore a quello di Coinbase Pro. Ethereum ha anche cominciato a concedere diversi prestiti garantiti negli ultimi anni, grazie alla piattaforma dedicata a tali prodotti finanziari “MakerDAO”.

Ethereum riuscirà a mantenere il proprio predominio di principale piattaforma per contratti intelligenti se riuscirà a risolvere il problema del ridimensionamento con le relative tecnologie di sidechain che consentiranno di ridurre la congestione della rete ed aumentarne la scalabilità. A tale scopo il cosiddetto meccanismo di sharding, consente una scalabilità dell’ordine di migliaia di transazioni al secondo.

Dopodichè va tenuto conto del successo nell’implementazione dello staking a livello globale, esso infatti dovrà presentare una diffusione capillare tale da garante una concreta decentralizzazione del sistema Ethereum.

Tutto sembra indicare che gli obiettivi degli sviluppatori di Ethereum con Casper siano, almeno, di tale complessità che il lancio di questo nuovo aggiornamento è stato ritardato più volte, mentre la rete attuale soffre sempre di più dei suoi pressanti limiti. Nel 2019, infatti, il PoA Network era pienamente operativo e il tanto promesso Ethereum 2.0 non era ancora uscito. Questa situazione è stata sfruttata dalla concorrenza, che oggi presenta soluzioni più lavorate e funzionali, come il caso di Poligono, RSK e Binance Smart Chain.

Nel 2020 gli sviluppatori di Ethereum fanno finalmente il primo passo attivando la Beacon Chain, il primo passo verso Ethereum 2.0, attivando lateralmente questa rete e creando la struttura di base per il suo funzionamento.

Tuttavia, il lancio ufficiale della Fase 1 di Ethereum 2.0 avverrà quando le funzioni della rete saranno considerate stabili. Tra queste funzioni ci sono:

• Protocollo Casper testato insieme all’intero sistema economico e di picchettamento che darà sicurezza alla rete. Questo porterà all’abbandono del PoW e del mining, per scambiarlo con PoS e il suo sistema di scommesse in rete.
• L’arrivo delle strutture di base di sharding alla rete, per accelerare significativamente la capacità della rete fino a 1000 transazioni al secondo. Questo è il miglioramento più atteso di Ethereum 2.0, anche se arriva un po’ in ritardo considerando che esistono già reti con quella capacità e altre ancora, funzionanti oggi (come FLOW o Poligono).
• La costruzione delle basi per la parallelizzazione dell’EVM, capacità che non sarà pronta fino al lancio della Fase 2 di Ethereum 2.0, ancora con una data sconosciuta.
• L’unione di ETH1 ed ETH2 nella stessa blockchain, e non come due reti separate come accade ora.

In ogni caso, dopo anni di sviluppo di Ethereum 2.0, è ancora il sogno atteso da molti nella comunità e sebbene la tecnologia che prevede di implementare sia immensa, i suoi utenti e la sua comunità dovranno continuare ad aspettare che quel sogno si avveri.