🇮🇹 "Protocollo Hydra Head: una soluzione open source per la scalabilità"

:it: Traduzione italiana di “Hydra Head protocol: an open source solution for scalability”

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Protocollo Hydra Head: una soluzione open source per la scalabilità


Il protocollo Hydra Head, qui semplicemente indicato come Hydra, è una soluzione di scalabilità su Cardano. Si concretizza come un framework open source per la creazione di ledger off-chain e può aiutare gli sviluppatori a utilizzare la blockchain in modo più efficiente.

Il progetto è il risultato di uno sforzo congiunto degli ingegneri della Cardano Foundation e di IOG. Oltre a rendere pubblico il codice, prevede un processo altrettanto pubblico per interagire con il team e proporre contributi. Tuttavia, nonostante le numerose menzioni precedenti di Hydra, rimane un po’ di confusione sul progetto e sul modo in cui serve alla comunità. Vediamo quindi di rivedere rapidamente i fondamenti di Hydra, la situazione attuale del progetto e la sua direzione.

Cos’è Hydra

Il protocollo Head presenta una soluzione isomorfa di livello 2 che appartiene alla famiglia delle soluzioni a canale di stato.

In generale, un canale è un collegamento di comunicazione bidirezionale tra due o più peer. Applicato alle blockchain, indica uno strumento che consente a due o più parti di scambiare transazioni senza trasmetterle alla rete principale. In questo contesto, uno state-channel offre fondamentalmente un modo per costruire piccole reti che operano in parallelo con una rete principale. I canali di stato sono anche una generalizzazione dei canali di pagamento, che sono stati utilizzati per costruire Lightning Network, il protocollo di pagamento di livello 2 di Bitcoin per facilitare le transazioni più veloci. Mentre i canali di pagamento supportano solo il trasferimento di beni, i canali di stato consentono l’esecuzione di script e transazioni più elaborate, tra cui metadati, UTxO multi-asset e così via.
Nel caso di Hydra, possiamo immaginarla come una porzione replicata della catena Cardano che funziona indipendentemente da Cardano e tra un insieme più limitato di attori. In questo modo, gli attori hanno la possibilità di eseguire transazioni a un ritmo veloce sulla loro rete privata, ovvero la loro Hydra Head. Possono poi trasferire il risultato delle loro operazioni sulla catena principale di Cardano per far conoscere al resto della rete l’esito delle loro interazioni. In questo modo, le teste di Hydra possono essere create a piacimento in un ambiente semi-controllato e da qualsiasi attore che abbia bisogno di un traffico così veloce. In seguito forniremo altri esempi.

Nel contesto della tecnologia dei libri mastri distribuiti (DLT), il livello 1 - o livello di base - si riferisce alla catena principale di una blockchain, mentre il livello 2 corrisponde a qualsiasi soluzione o prodotto assemblato sopra la catena principale. Le soluzioni di livello 2 spesso apportano una maggiore scalabilità alla catena. Il protocollo Hydra Head è quindi considerato una soluzione di livello 2 perché è costruito sopra la mainchain di Cardano.

Inoltre, Hydra appare caratterizzato come isomorfo perché le transazioni in una testa Hydra condividono le stesse capacità delle transazioni in esecuzione su Cardano. Il termine stesso suggerisce questa somiglianza: iso- significa uguale, e -morfo- denota forma, forma o struttura - letteralmente, avere la stessa forma. Inoltre, in matematica un isomorfismo indica una mappatura bidirezionale tra elementi da un dominio a un altro che preserva la struttura degli elementi tra i due domini. In altre parole, esiste una corrispondenza strutturale diretta tra le transazioni eseguite su Cardano e quelle eseguite in una Hydra Head. Di conseguenza, Hydra supporta anche qualsiasi linguaggio di programmazione supportato da Cardano. Poiché Cardano consente l’uso di linguaggi sia tradizionali che specializzati, ciò implica che le transazioni in Hydra possono essere costruite utilizzando gli stessi strumenti esistenti già noti agli sviluppatori.

D’altra parte, mentre una Hydra Head presenta una tecnologia di ledger simile a quella utilizzata sulla mainchain di Cardano, le due divergono quando si tratta di stabilire il consenso, nonché di convalidare e propagare le transazioni tra i peer. In una testa Hydra non ci sono stake pool di alcun tipo e il consenso tra i partecipanti di una testa è un consenso completo: tutti devono essere d’accordo su ogni transazione. Questo offre forti garanzie di sicurezza ai partecipanti di una testa Hydra, ma limita il numero totale di partecipanti a una singola testa. Ciò suggerisce anche che, sebbene i partecipanti non si fidino necessariamente l’uno dell’altro, hanno comunque un interesse comune, o un incentivo, a partecipare al protocollo.

È bene ribadire che, contrariamente a quanto si crede, un hard fork non abilita Hydra, né Hydra diventerà una funzionalità del livello base stesso. Hydra è innanzitutto un framework e uno stack infrastrutturale che i progetti che girano su Cardano possono sfruttare per accelerare una parte del loro caso d’uso.

In un certo senso, Hydra agisce come una DApp per gli sviluppatori di DApp che cercano di scalare i propri protocolli. È un elemento costitutivo di un panorama più ampio e si presenta principalmente in due parti:

  • un insieme di script on-chain che guidano e proteggono l’esecuzione del protocollo Hydra Head;
  • uno stack software, denominato Hydra node, che fornisce agli sviluppatori un’interfaccia di alto livello utilizzando tecnologie web diffuse come WebSocket e JSON.

Hydra in retrospettiva

Lo scorso anno sono successe molte cose intorno a Hydra. Se si chiede di riassumerlo in una frase, si potrebbe dire che il 2022 è stato dedicato al miglioramento della qualità del software e alla preparazione di Hydra per la costruzione dei primi pionieri.

All’inizio dell’anno, il team ha esplorato e quantificato i limiti dei protocolli attraverso dei benchmark, in particolare per quanto riguarda le restrizioni sulla catena. In effetti, con una serie di script on-chain che lo guidano, il protocollo non è immune alle consuete restrizioni delle risorse di esecuzione comuni nello sviluppo delle DApp. Di conseguenza, il team ha redatto CIP-0042 per richiedere l’introduzione di nuove primitive di base in Plutus, semplificando alcune delle operazioni on-chain in Hydra.

Il progetto ha anche esteso la sua portata, abbracciando l’open source a braccia aperte e incoraggiando i collaboratori a unirsi allo sforzo. Dal febbraio 2022, Hydra mantiene una roadmap pubblica. Allo stesso modo, il mese successivo il team ha lanciato un sito web per ospitare tutte le informazioni relative al progetto e allo stack software di Hydra. Il sito web fornisce una quantità piuttosto consistente di informazioni: non solo un manuale d’uso con istruzioni per l’installazione, demo e riferimenti alle API, ma anche documenti sulle decisioni architettoniche, risultati dei test, benchmark e molto altro. Sicuramente un ottimo posto per chi vuole iniziare a costruire su Hydra.

Inoltre, marzo ha avuto l’ulteriore significato di assistere all’apertura della prima testa di Hydra su una rete di test pubblica, come risultato di un hackathon del team a Lione, in Francia. Da lì, il team ha iniziato a colmare le lacune per avvicinare la soluzione a uno stack software pronto per la produzione.

In particolare, si è iniziato a lavorare sulla formalizzazione del protocollo Coordinated Head, una leggera variazione del documento originale di Hydra attualmente in fase di implementazione. Come spesso accade quando la ricerca incontra l’ingegneria, è stato necessario apportare modifiche alla teoria per riflettere meglio la realtà. Parte dello sforzo ha incluso lo sviluppo della nuova libreria di test quickcheck-dynamic, che combina test basati su proprietà, model-testing e logica temporale per formulare e verificare proprietà forti su un protocollo come Hydra Head.

Poi, durante l’estate, il team ha lavorato diligentemente all’integrazione della nuova era Babbage introdotta dall’hard fork di Vasil. Essendo un progetto che gira su Cardano, Hydra può anche sfruttare nuove funzionalità, come gli script di riferimento e gli input di riferimento, per spingere ancora più in là alcuni limiti. L’estate ha inoltre offerto una grande opportunità di apportare numerosi miglioramenti all’usabilità per facilitare l’esperienza degli sviluppatori. Parallelamente, i primi pionieri erano già attivi e sperimentavano il progetto.

Tra agosto e settembre, il team è stato impegnato nell’inserimento di tre nuovi membri nel progetto. Man mano che il progetto matura, diventa sempre più attrezzato e capace di ampliare il suo team interno e di diversificare le sue attività.

Dietro le quinte, i primi costruttori si preparavano ad annunciare alcuni progetti interessanti. A ottobre, durante l’evento Rare Bloom, SundaeSwap Labs ha mostrato come è possibile eseguire parte del proprio protocollo attraverso una testa Hydra. Si trattava della prima dimostrazione pubblica di un contratto intelligente significativo eseguito tramite una testa Hydra. Pur essendo ancora su reti di prova e con diverse note a piè di pagina, rappresenta un importante passo avanti nell’adozione di Hydra. È bastato un mese perché Obsidian Systems e IOG annunciassero Hydra for Payments, un kit di sviluppo software aperto dedicato ai pagamenti tramite teste Hydra. Allo stesso tempo, TxPipe ha mostrato come stava lavorando per fornire Hydra Head come servizio attraverso la sua nuova piattaforma Demeter.

Tutti questi progetti dimostrano chiaramente una cosa: l’interesse per Hydra sta crescendo e i primi costruttori hanno iniziato ad adottarlo. In effetti, in segno di riconoscimento, la comunità ha nominato ed eletto Sebastian Nagel - team leader di Hydra - per la categoria “Dev Team” al Cardano Summit 2022.

Infine, se da un lato il Summit ha rappresentato per l’intera comunità un grande momento di incontro, dall’altro ha dato al team di Hydra l’opportunità di sedersi davanti a una lavagna e ripensare agli obiettivi del progetto e alla strategia per gli anni a venire.

Dove è diretta Hydra

Fino al novembre 2022, il progetto Hydra mirava a far sì che il 99% di tutto il traffico di Cardano avvenisse fuori dalla catena nelle teste di Hydra, un obiettivo ambizioso usato come stella guida per dare priorità alle decisioni. Tuttavia, nel novembre 2022 il team ha fissato un nuovo obiettivo: essere la DApp numero uno su Cardano secondo tutte le metriche conosciute, sia che si consideri il valore totale bloccato (TVL), il traffico, il volume o altri standard. Entrambi gli obiettivi illustrano fondamentalmente l’idea di aumentare l’adozione e consentire la crescita dell’ecosistema Cardano, ma il secondo sembra più concreto e contribuirà meglio a guidare la roadmap del progetto.

Hydra è stato a lungo percepito come un interruttore magico che renderà Cardano più veloce. Il team vuole rompere con questa narrazione e far capire a un maggior numero di costruttori dell’ecosistema che Hydra stessa è, in sostanza, una DApp, che richiede integrazione e adozione per diventare veramente utile.

Mentre il 2022 ha dato la priorità all’acquisizione di stabilità e al raggiungimento di un punto in cui i primi pionieri potessero salire a bordo di Hydra più facilmente, il 2023 si concentrerà sull’adozione. Fin dall’inizio, il progetto Hydra ha sempre avuto l’intenzione di fornire ai pionieri e di aiutare i progetti a partire. Molti casi d’uso sono già stati esplorati, come i pagamenti, i giochi, la governance e i mercati. E la fine del 2022 ha dimostrato come i primi pionieri abbiano iniziato a utilizzare il framework Hydra. Per il futuro, il team di Hydra intende fornire loro ancora più supporto e aiutare i nuovi pionieri ad adottare Hydra come parte del loro pacchetto di strumenti.