Perché i Polynomial Commitments potrebbero essere una “svolta” per Ethereum 2.0

Secondo un post del 17 marzo del ricercatore Danny Ryan, il team di ricerca di Eth 2.0 sta lavorando ad un nuovo concetto chiamato “polynomial commitments” per ridurre i dati utilizzati per il calcolo sulla rete.

Che cos’è la matematica magica?

Soprannominata “matematica magica” da Buterin, i polynomial commitments vengono considerati un modo per verificare lo stato della rete a basso costo computazionale, un obiettivo chiave per il futuro. Buterin è convinto di applicare la matematica magica fino almeno alla terza fase di Eth 2.0. “I polynomial commitments potrebbero essere la svolta che stavamo cercando”, ha detto Ryan.

I polynomial commitments in breve

I polynomial commitments sono simili ai polinomi che tutti abbiamo imparato a scuola: un’espressione matematica con variabili e coefficienti. Ma, considerando che si tratta di matematica magica, non è così semplice.

Buterin descrive i polynomial commitments come “una sorta di hash di alcuni polinomi P(x), con la proprietà di eseguire controlli aritmetici sugli hash.” Il documento originale sui polynomial commitments sintetizza lo schema matematico in sei algoritmi che mostrano la prova di un evento che si verifica con il minor numero possibile di dati di calcolo.

“Suggeriamo di sostituire gli alberi di Merkle con i cosiddetti polynomial commitments della matematica magica, per l’archiviazione dello stato blockchain”, ha detto Buterin in un post sul blog della Fondazione Ethereum.

Lo stato blockchain

Le blockchain registrano sia le transazioni in che quelle out. Nel complesso, i sistemi di contabilità blockchain sono di due tipi: il modello Unspent Transaction Output (UTXO) ed il modello basato su account. Bitcoin usa il primo mentre Ethereum usa il secondo.

Quando un utente desidera investire bitcoin nel modello UTXO, la sua transazione trascina con sé l’intera cronologia di quelle monete, che viene quindi controllata da ogni peer sulla rete.

Il modello account, d’altra parte, registra solo la transazione tra i due peer mentre indirizza le domande sulla validità della transazione all’Ethereum Virtual Machine (EVM) insieme ad una prova della transazione.

L’EVM esegue cambiamenti di stato – i conti correnti e i saldi della blockchain – per conto degli utenti. Ogni blocco su Ethereum – che lega le transazioni in questa piattaforma – contiene anche una prova, un albero Merkle, che si collega all’inizio della storia della rete.

Questa prova contiene la ricevuta dello stato sopra indicato ed è necessaria affinché EVM esegua una transazione. Gli alberi di Merkle sono efficienti in termini di dati, ma non abbastanza efficienti per le ambizioni di Eth 2.0. Questo è il punto dove avviene la magia.

L’attuale configurazione dell’albero Merkle richiede circa 0,5 MB per transazione. Ryan stima che gli schemi dei polynomial commitments ridurrebbero il peso delle prove di stato tra 0,001 e 0,01 MB.

Per una rete che fa una media di circa 700.000 transazioni al giorno, il risparmio nel calcolo è notevole. Diversi progetti al di fuori di Ethereum si basano anch’essi sui polynomial commitments, a modo loro. Buterin ha affermato che la sua implementazione dei polynomial commitments rimane una delle tante. Ed inoltre, è ancora in fase di ricerca.