Un nuovo approccio alla comunicazione tra blockchain

La tecnologia blockchain ha guadagnato popolarità grazie alla sua capacità di fornire registri sicuri e trasparenti delle transazioni. Tuttavia, la maggior parte delle blockchain esistenti opera in isolamento, il che limita la loro capacità di comunicare tra loro. Questo crea barriere per gli utenti e gli sviluppatori che vogliono usare più blockchain o trasferire dati tra di esse.

Per affrontare questo problema, proponiamo una soluzione che consente a diverse blockchain di comunicare più efficacemente utilizzando oracoli, in particolare un tipo di oracolo che può aggregare informazioni off-chain. Questo documento vuole spiegare come funziona questo sistema di oracoli e i suoi potenziali vantaggi per la comunicazione tra blockchain.

#Il Problema delle Blockchain Attuali

Molte blockchain hanno una struttura chiusa, il che significa che tendono a operare in modo indipendente senza la possibilità di interagire con altre. Di conseguenza, gli utenti spesso si trovano bloccati su una blockchain, rendendo difficile passare a un'altra o utilizzare servizi provenienti da più catene. Questo problema è significativo perché limita la versatilità della tecnologia blockchain e può portare a un blocco del fornitore, dove gli utenti si sentono incapaci di lasciare la piattaforma scelta.

La comunicazione tra blockchain è necessaria per diversi motivi. Permette il trasferimento di dati tra diverse blockchain, supporta applicazioni decentralizzate che possono utilizzare risorse provenienti da più blockchain e riduce la dipendenza da sistemi basati su una singola blockchain.

#Il Ruolo degli Oracoli

Gli oracoli sono servizi che agiscono come intermediari tra blockchain e fonti di dati esterne. Possono recuperare informazioni da una blockchain e inviarle a un'altra, abilita la comunicazione e il trasferimento di dati. Tuttavia, le soluzioni Oracle tradizionali richiedono spesso configurazioni complesse e possono essere costose da mantenere.

Per semplificare questo processo, proponiamo un sistema di oracoli che può gestire la comunicazione tra blockchain mentre minimizza costi e complessità. La nostra soluzione sfrutta un nuovo metodo di aggregazione dei dati off-chain usando una tecnica crittografica nota come Zk-SNARKs, che consente una verifica dei dati efficiente senza rivelare informazioni sensibili.

#Come Funziona l'Oracolo

#Struttura di Base

Il sistema di oracoli proposto comprende due componenti principali:

1. Componente on-chain: Un contratto intelligente distribuito sulla blockchain di destinazione che gestisce le operazioni dell'oracolo.
2. Componente off-chain: Un insieme di nodi oracle che recuperano dati dalla blockchain sorgente e svolgono compiti di aggregazione.

#Partecipazione Dinamica

Permettiamo a qualsiasi utente di diventare un nodo oracle e partecipare al sistema. Questa flessibilità incoraggia più utenti a unirsi alla rete di oracoli, il che può migliorare la sua efficacia e affidabilità. Ogni nodo oracle deve registrarsi con il componente on-chain fornendo una chiave pubblica e una partecipazione nella valuta nativa della blockchain. Questo requisito non solo mette in sicurezza il sistema, ma assicura anche che i partecipanti abbiano un interesse reale ad agire onestamente.

#Meccanismo di Aggregazione

Quando un cliente richiede dati da una blockchain sorgente, i nodi oracle collaborano per recuperare quell'informazione. Il processo segue questi passaggi:

1. Recupero Dati: Ogni nodo oracle interroga la blockchain sorgente e restituisce un voto sui dati recuperati.
2. Verifica Voti: Un nodo aggregatore raccoglie i voti dagli altri nodi oracle per determinare la risposta maggioritaria.
3. Generazione della Prova: L'aggregatore genera una prova zk-SNARK che conferma la correttezza della risposta maggioritaria e la invia al contratto intelligente sulla blockchain di destinazione.

Questo meccanismo di aggregazione off-chain minimizza le interazioni on-chain, riducendo i costi e migliorando le prestazioni.

#Sicurezza e Affidabilità

#Garantire Risposte Accurate

Per garantire che le risposte generate dall'oracolo siano corrette, vengono implementate diverse misure:

• Votazione Maggioritaria: L'aggregatore considera solo i voti da una maggioranza di nodi oracle, il che aiuta a prevenire l'invio di dati errati.
• Meccanismo d'Incentivo: Si incoraggia il comportamento onesto premiando i nodi che partecipano correttamente e penalizzando quelli che forniscono informazioni false. Questo sistema assicura che tutti i nodi partecipanti abbiano una forte ragione per agire nel miglior interesse della rete.

#Resistenza a Sybil

Il sistema richiede una partecipazione significativa per unirsi, il che agisce come una barriera agli attacchi Sybil, in cui un attore malevolo crea più identità per ottenere un'influenza indebita nella rete. Richiedendo un investimento finanziario, assicuriamo che i partecipanti siano più propensi ad agire onestamente, poiché hanno qualcosa da perdere.

#Costi e Prestazioni

#Consumo di Gas

Quando si lavora con Contratti Intelligenti su Ethereum, i partecipanti devono considerare i costi del gas, che misurano le risorse computazionali utilizzate durante le transazioni. Il nostro sistema di oracoli proposto è progettato per minimizzare il consumo di gas pur gestendo in modo efficiente le comunicazioni tra blockchain.

I test hanno dimostrato che il nostro sistema consuma meno gas rispetto ad altre soluzioni oracle ed è più efficiente rispetto ai metodi di relay tradizionali. Questa riduzione dei costi rende la nostra soluzione più attraente per gli utenti che devono comunicare tra diverse blockchain.

#Tempo di Generazione della Prova

Il tempo necessario per generare prove zk-SNARK è essenziale per il throughput del sistema. Abbiamo scoperto che man mano che aumenta la dimensione del comitato, aumenta anche il tempo di generazione della prova. Tuttavia, il tempo totale richiesto rimane gestibile, permettendo al sistema di funzionare efficacemente all'interno dei tempi di blocco tipici delle blockchain.

#Uso della Memoria

Il consumo di memoria è anche un fattore critico per i partecipanti, in particolare per quelli che operano su dispositivi con risorse limitate. Il nostro sistema è progettato per consentire ai nodi con meno potenza computazionale di partecipare, assicurando una maggiore accessibilità.

#Soluzioni Correlate

Molti sistemi esistenti mirano a fornire comunicazioni tra blockchain, ma spesso presentano svantaggi significativi:

• Affidamento al Controllo: Alcune soluzioni fanno affidamento su entità centralizzate o richiedono configurazioni complesse aggiuntive, il che può compromettere la sicurezza.
• Intensità delle Risorse: Altri metodi sono troppo intensivi in termini di risorse, rendendoli impraticabili per l'uso quotidiano.

Il nostro sistema di oracoli proposto affronta questi problemi fornendo una soluzione leggera che rimane decentralizzata mentre consente una comunicazione efficiente tra più blockchain.

#Conclusione

La necessità di una comunicazione efficace tra blockchain è più critica che mai mentre il panorama blockchain continua ad espandersi. La nostra soluzione oracle proposta offre un modo flessibile ed efficiente per collegare diverse blockchain mentre minimizza costi e complessità. Con caratteristiche come partecipazione dinamica, votazione maggioritaria e verifica basata su zk-SNARK, questo sistema può migliorare significativamente la funzionalità e l'usabilità della tecnologia blockchain per un pubblico più ampio.

Nel lavoro futuro, esploreremo ulteriori ottimizzazioni, come le sottomissioni in batch, per migliorare ulteriormente le prestazioni e l'affidabilità del nostro sistema di oracoli, assicurandoci che soddisfi le crescenti esigenze degli utenti e degli sviluppatori di blockchain.