Traduzione italiana di “https://iohk.io/en/blog/posts/2022/06/10/cardanos-foundational-research-overview/”
Traduzione italiana a cura di Lordwotton di RIOT Stake Pools. Se apprezzi queste traduzioni, per favore valuta di supportare il mio lavoro delegando i tuoi ada a RIOT 
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Panoramica della ricerca alla base di Cardano
Ecco il primo di una serie di post del blog che danno un’occhiata più da vicino alla ricerca su cui si basa Cardano.
Sin dalla sua nascita nel 2015, il progetto Cardano aveva un obiettivo chiaro: modificare il modo in cui le criptovalute vengono progettate e sviluppate. Come molti altri progetti open-source, Cardano non aveva una roadmap definita o un whitepaper autorevole. Piuttosto, ha combinato una serie di principi di progettazione scientifica e di best practice ingegneristiche per produrre una blockchain solida, pionieristica e basata sulla ricerca. Questo approccio posiziona Cardano in modo unico tra le altre piattaforme blockchain.
Un insieme di buone pratiche, idee e contributi ha costituito la base di Cardano per costruire un libro mastro sicuro, decentralizzato e scalabile. Esiste oggi un corpus di ricerca sostanziale, rappresentato dall’ampia biblioteca di documenti di Input Output Global, che al momento della stesura di questo articolo conta 139 articoli. Molti di essi sono stati sottoposti a peer-review e accettati in conferenze accademiche di alto livello. Secondo Google Scholar, l’articolo originale di Ouroboros è stato citato più di 1.200 volte.
Documenti di ricerca
Charles Hoskinson, CEO di IOG, ha dichiarato:
La decentralizzazione impone grandi sfide tecniche ai sistemi finanziari di tutto il mondo e IOG Research è interessato a ciascuna di esse.
La visione di IOG Research è quella di essere un’istituzione leader nello studio accademico delle infrastrutture blockchain e fintech e, più in generale, dei sistemi distribuiti protetti da tecniche crittografiche e incentivati attraverso la teoria dei giochi economici. La IOG si è guadagnato la reputazione di affrontare questioni di ricerca difficili in generale e di costruire basi formali e affidabili per l’industria delle infrastrutture fintech blockchain in particolare.
In questo blog post, diamo uno sguardo ad alcuni dei documenti di ricerca che hanno posto le basi di Cardano.
Ouroboros
Il documento iniziale che ha guidato la ricerca del progetto è stato “Ouroboros: A Provably Secure Proof-of-Stake Blockchain Protocol”, sottoposto a peer-review accademica e pubblicato in occasione di Crypto 2017.
Il consenso è il cuore delle reti blockchain. Ouroboros è il protocollo di consenso proof-of-stake di Cardano. Il nome “Ouroboros” deriva da un antico simbolo che rappresenta l’eternità e il ritorno senza fine. Per Cardano, Ouroboros simboleggia l’eternità teorica di una blockchain.
Dal 2017 sono state prodotte diverse versioni del protocollo Ouroboros. Ogni “gusto” di Ouroboros aggiunge caratteristiche e funzionalità diverse per supportare l’evoluzione di Cardano. A partire da Ouroboros Classic, il ledger è stato sottoposto a regolari aggiornamenti. Ouroboros Classic ha gettato le basi per un protocollo di consenso proof-of-stake efficiente dal punto di vista energetico in un ambiente federato (il tema di sviluppo Byron di Cardano). Praos, Genesis e Chronos sono stati progettati per garantire una maggiore sicurezza in un ambiente completamente privo di permessi. Mentre Genesis ha migliorato il protocollo Praos, Chronos renderà Genesis ancora più robusto una volta implementato. Questo post del blog descrive l’evoluzione di Ouroboros in modo più dettagliato.
Grazie a una tecnologia unica e a meccanismi matematicamente verificati, Ouroboros realizza un “consenso in stile Nakamoto” adattato alla proof of stake. Ouroboros fornisce le garanzie di sicurezza e robustezza che conosciamo grazie al consenso proof-of-work di Bitcoin, assicurando al contempo una maggiore efficienza in termini di consumo energetico. Invece di affidarsi ai minatori per risolvere problemi computazionalmente complessi per creare un blocco, i partecipanti al proof-of-stake creano e convalidano i blocchi in base allo stake che controllano nella rete.
Nel suo post sul blog, The Ouroboros path to decentralization, il professor Aggelos Kiayias, Chief Scientist dell’IOG e titolare della cattedra di cybersecurity e privacy presso l’Università di Edimburgo, afferma:
Ouroboros è un protocollo ledger decentralizzato che viene analizzato nel contesto di un comportamento sia bizantino che razionale. Ciò che rende unico il protocollo è la combinazione di elementi di progettazione come lo stake, la disponibilità dinamica, l’impostazione senza fiducia e uno schema di incentivi con condivisione della ricompensa.
Delegazione e stake pool
La transizione da un’impostazione federata a una piena decentralizzazione ha richiesto alcuni aggiustamenti al protocollo. Era essenziale fornire i mezzi per una corretta gestione degli account (per consentire una tecnica di delega degli stake) e per incentivare la partecipazione.
Il documento “Account Management in Proof of Stake Ledgers”, pubblicato nel 2020, esplora i modi per massimizzare la partecipazione delle parti interessate alle attività di manutenzione della rete.
In genere, le blockchain proof-of-stake dipendono - per natura - dalla partecipazione attiva delle parti interessate. Gli stakeholder devono essere costantemente online per convalidare le transazioni della rete e produrre nuovi blocchi. Tuttavia, non tutti gli stakeholder hanno la possibilità o il desiderio di essere costantemente online. Per garantire che il sistema sia robusto e rimanga sicuro in queste condizioni, è importante consentire diversi tipi di partecipazione degli stakeholder.
La delega degli stake risolve questo problema e consente a un utente di partecipare alle attivitĂ della rete delegando la propria quota ad altri partecipanti. La delega degli stake dĂ origine a stake pools - nodi server che detengono i diritti di stake di piĂą stakeholder. Il documento analizza e definisce matematicamente la tecnica di delega e implementa anche le proprietĂ fondamentali dei portafogli per elaborare pagamenti sicuri.
Il documento “Reward Sharing Schemes for Stake Pools”, anch’esso pubblicato nel 2020, introduce meccanismi per incentivare gli stakeholder per le loro attività .
Il potere di una stake pool deriva dall’accumulo di stake che gli vengono delegati. Per evitare la monopolizzazione delle attività di convalida della rete da parte di un singolo pool, è essenziale che i partecipanti alla rete siano incentivati a delegare a un ampio insieme di pool diversi.
Lo schema di condivisione delle ricompense descrive un mezzo per incentivare adeguatamente gli stake pool operator (SPO) e i delegatori per le loro attività , come la convalida delle transazioni, la creazione di blocchi, ecc. La ricerca dimostra che il meccanismo di ricompensa proposto indirizza la rete verso il livello di decentralizzazione desiderato e, in particolare, offre una protezione contro gli attacchi sibillini. Ciò è possibile grazie al cosiddetto meccanismo di pledging, che disincentiva notevolmente la formazione di più stake pools controllate da un’unica entità del mondo reale.
Il modello di incentivi di Cardano ha creato un ecosistema in cui i partecipanti razionali traggono vantaggio dal rispetto del protocollo, consentendo così il funzionamento sicuro ed efficiente della blockchain di Cardano. Il risultato è un libro mastro decentralizzato e affidabile, protetto da tecniche crittografiche e meccanismi di ricompensa teorici.
Restate sintonizzati! Nei prossimi post daremo un’occhiata più da vicino ad alcuni dei documenti di ricerca che hanno gettato le basi per una piattaforma di smart-contract funzionale. In particolare, inizieremo con la ricerca che ha reso possibile un modello UTxO esteso, spiegando cosa significhi effettivamente e come permetta al libro mastro di gestire più asset e commissioni con una serie di vantaggi per gli utenti.