Alla scoperta di Bitcoin – Parte 5: Scarsità digitale

Un’introduzione a Bitcoin il periodo della storia monetaria precedente al denaro fiat. In questa puntata della serie, Giacomo Zucco esplora i concetti di scarsità nel mondo “virtuale”, consumo energetico e “durezza” digitale.

di Giacomo Zucco – scritto al blocco 595100, epoca III

Leggete l’introduzione alla serie, la Parte 1: a proposito del tempo, la Parte 2: a proposito delle persone, la Parte 3: introduzione al denaro e la Parte 4: una svolta sbagliata (serve un nuovo piano)!

Oggi ci baseremo sugli eventi precedenti della virtualizzazione del denaro, dell’istituzione di pericolosi monopoli e delle esigenze emergenti di decentralizzazione, per esplorare i concetti di scarsità nel mondo “virtuale”, di consumo energetico e di durezza digitale.

Proof of Work: enigmi digitali

Bentornati a questo viaggio attraverso il nostro Piano B per il denaro, che ci porta di nuovo a concentrarci sul tema della scarsità e sulla domanda “Cosa?”.

Il valore ha bisogno di scarsità, ma nel mondo digitale questa è molto difficile da ottenere: perché l’informazione tende a essere sempre riproducibile all’infinito.

Nel precedente esperimento di e-gold, le unità digitali rappresentavano l’effettivo oro fisico conservato dalla vostra impresa centralizzata. Ma come si può creare un protocollo in cui tutti possano concordare indipendentemente su ciò che viene trasmesso, senza alcuna autorità centrale?

Se tale metodo richiedesse una terza parte centralizzata, si tornerebbe al punto di partenza, con un punto centrale di fallimento vulnerabile come Mario. Se tale metodo fosse invece “ognuno può emettere quante unità vuole”, il sistema non potrebbe funzionare: gli incentivi spingerebbero l’offerta di unità verso l’infinito e il loro prezzo verso lo zero.

Implementare la scarsità digitale

La risposta che avete trovato alla fine è un rompicapo! Si scrive una procedura aperta che tutti possono eseguire sui loro computer per cercare di risolvere degli enigmi “ad hoc” (cioè costruiti specificamente intorno a ogni tentativo di emissione), asimmetrici (cioè difficili da risolvere ma facili da verificare) e “inutili” (altrimenti casi d’uso esterni potrebbero distorcere gli incentivi all’interno del sistema). Ogni soluzione concederà il “diritto” di emettere un certo numero di unità.

Esempi non digitali di enigmi simili sono i sudoku o i cruciverba, giochi “inutili” in cui trovare la soluzione (che dipende da alcuni parametri specifici che sono diversi ogni volta) richiede molti tentativi ed errori, mentre verificare la soluzione, una volta trovata, è banale e veloce.

Più tecnicamente, ciò che serve si chiama “proof of work” (PoW). Questa è in qualche modo simile a un CAPTCHA, ma è destinato a essere risolto dai computer e non dagli esseri umani.

La vostra scelta ricade su un tipo specifico di PoW chiamato “Hashcash” (creato dal vostro amico Adam e originariamente destinato alla prevenzione dello spam su e-mail anonime).

Hashcash funziona grazie alla “collisione di hash”: una sorta di “attacco a forza bruta” in cui una macchina prova automaticamente diverse versioni leggermente alterate del messaggio originale, più e più volte, con piccole modifiche ogni volta, finché una delle versioni, passata attraverso una funzione unidirezionale chiamata “hash” (l’equivalente matematico delle impronte digitali o delle impronte), risulta in una stringa che rispetta un qualche tipo di vincolo preimpostato.

Le funzioni di hash, pur essendo deterministiche (partendo dallo stesso messaggio, danno sempre lo stesso risultato), sono anche imprevedibili (messaggi leggermente diversi daranno come risultato hash completamente diversi, in un modo impossibile da indovinare o prevedere prima di calcolarli effettivamente) e irreversibili (è facile per tutti verificare l’hash di un messaggio noto, ma non è possibile tornare a un singolo messaggio partendo solo dall’hash).

Se gli utenti vogliono “depositare” beni digitali, devono creare una transazione di “deposito”, aggiungere un numero casuale e applicare una funzione di hash, ripetendo il processo più volte finché il risultato non è verificabilmente più piccolo di una certa soglia, chiamata “difficoltà”.

Consumo di energia

I vostri utenti dovranno dunque “sprecare” un po’ di energia per trovare le soluzioni, ma questo è una feature, non un bug: L’unico modo per rendere qualcosa scarso è renderlo costoso da produrre: non c’è altra soluzione. Questo argomento dello “spreco” è spesso usato dai critici del vostro sistema (specialmente Mario e i suoi amici) per accusare il vostro alter ego pseudonimo di essere “poco rispettoso dell’ambiente”.

In realtà non è così, per diverse ragioni. In primo luogo, l’energia spesa in PoW non è più “sprecata” che in qualsiasi altro processo di produzione di qualsiasi altro bene (fisico o intellettuale).

In secondo luogo, il consumo di energia nel sistema rimarrà probabilmente inferiore rispetto alle alternative storiche (stiamo parlando di ordini di grandezza inferiori al consumo di energia per l’estrazione dell’oro).

In terzo luogo, gli imprenditori che generano PoW per ottenere “oro digitale” non sono incentivati a consumare più energia, ma semmai a consumarne meno (per loro è un costo, non un guadagno). Questa spinta verso l’utilizzo di meno energia aumenta l’ottimizzazione e l’efficienza con nuove scoperte tecnologiche o con scelte di generazione intelligenti, che a loro volta possono avere un effetto a cascata su altri settori che consumano energia.

Non ci sarebbe alcun vantaggio in tipi complicati di PoW che rendono difficili le ottimizzazioni. Anzi, è vero il contrario: la PoW più efficiente è quella che favorisce le ottimizzazioni (l’ideale è un processo vicino al limite termodinamico).

I problemi di durezza

Con questo sistema, chiunque nella rete può verificare che una certa quantità di lavoro informatico sia stata univocamente “impegnata” in un certo deposito di beni, ma nessuno può riprodurre la stessa prova per altri tipi di dichiarazioni.

Ma questa prova di lavoro da sola non è sufficiente a conferire al vostro “oro digitale” una certa durezza. Non garantisce che l’offerta rimanga anelastica rispetto alla domanda.

Il modello hashcash sarebbe in realtà, di per sé, molto inflazionistico: più la domanda del vostro “oro digitale” aumenta, facendo salire il prezzo, più potenza di macchina sarà impiegata per eseguire PoW e più risorse saranno investite per aumentare l’efficienza energetica, aumentando così l’offerta, se quest’ultima non è ulteriormente limitata.

La prossima innovazione da inserire nel sistema si chiama “approvvigionamento controllato”.

Un nuovo paradigma: l’offerta controllata

In pratica, ogni volta che il tasso di emissione è superiore (o inferiore) a un certo obiettivo, la difficoltà del puzzle aumenta (o diminuisce), bilanciando il tasso.

Si fissa un obiettivo di una “emissione”, in media, ogni 10 minuti, misurata ogni 2016 “emissioni” (cioè circa ogni due settimane).

In questo modo si ottiene un tasso di emissione quasi perfettamente costante. Complimenti! Avete appena lanciato il primo asset della storia con un’offerta quasi totalmente anelastica rispetto alla domanda.

Ogni volta che la domanda monetaria del vostro “oro digitale” aumenta, il prezzo aumenta, gli incentivi a eseguire PoW aumentano e anche il tasso di emissione inizia ad aumentare, ma poi la difficoltà aumenta e l’offerta torna a essere stabile – e viceversa, ovviamente, nel caso in cui la domanda scenda.

Ma si decide di andare oltre. Invece di avere solo un programma fisso, si punta a un’offerta totale fissa e si introduce il meccanismo del “dimezzamento”: Alla fine di ogni “era” di circa quattro anni, il tasso di emissione viene dimezzato, fino ad arrivare a uno stock fisso con flusso zero!

La prima epoca inizia con un’emissione massima di 5 miliardi di “unità” virtuali, che gli utenti chiamano “satoshi” o “sats”. Nella seconda epoca, verranno depositati in media solo 2,5 miliardi di satoshi ogni 10 minuti. Nella terza era, questo numero scenderà a 1,25 miliardi, e così via.

Avete scelto questo modello per approssimare il modo in cui una miniera d’oro fisica si esaurirebbe nel tempo, e lo chiamate “mining” per sottolineare l’analogia.

Quando si utilizzava un approccio centralizzato, si poteva semplicemente sfruttare il prezzo (relativamente) stabile dell’oro fisico. Questo nuovo “oro digitale” richiederà, invece, un processo di scoperta dei prezzi lungo, difficile e volatile. La natura disinflazionistica del programma di emissione potrebbe rendere alcune fasi di questo processo ancora più “violente”.

Finora abbiamo appreso

• che per lanciare un sistema completamente decentralizzato non si può fare leva sulla scarsità fisica;
• che è possibile riprodurre la scarsità in modo digitale e decentralizzarne l’emissione, utilizzando speciali puzzle digitali;

• che per garantire una certa durezza al denaro digitale, è necessario un rigido controllo dell’offerta.

Ma ora che avete effettivamente decentralizzato l’emissione, come potete fare lo stesso per la proprietà? Risponderemo a questa domanda in “Scoprire Bitcoin Parte 6: i contratti digitali”.

Tradotto dall’originale scritto per Bitcoin Magazine