Con il Maximal Extractable Value (MEV) che sottrae miliardi agli utenti ogni anno, raggiungere un’elaborazione delle transazioni veramente equa rimane una sfida fondamentale nella blockchain. Il problema principale ruota attorno all’Equità dell’ordine delle transazioni, che impone che le transazioni vengano elaborate in base all’ora di arrivo, impedendo il riordino dannoso a scopo di lucro. Mentre un ideale “first-in, first-out” sembra intuitivo, le reti decentralizzate rendono la perfetta equità un obiettivo elusivo, richiedendo progetti di protocollo innovativi.
L’ideale elusivo: perché l’ordine perfetto è un paradosso
Per decenni, la ricerca sui sistemi distribuiti si è concentrata su coerenza e vivacità. La coerenza garantisce che tutti i nodi concordino sulla stessa sequenza di transazioni, mentre la vivacità garantisce l’elaborazione continua. Tuttavia, queste proprietà non impediscono intrinsecamente agli attori malintenzionati di manipolare l’ordine delle transazioni dopo la ricezione. Nelle blockchain pubbliche, questa lacuna è diventata una vulnerabilità significativa. Validatori, costruttori di blocchi o sequencer possono sfruttare la loro posizione privilegiata nell’ordinamento dei blocchi per guadagni finanziari, una pratica nota come MEV. Questa manipolazione spesso comporta frontrunning, backrunning e attacchi sandwich redditizi, in cui l’ordine di esecuzione delle transazioni è fondamentale per la redditività dell’applicazione DeFi.
La definizione più intuitiva e rigorosa di equità, Receive-Order-Fairness (ROF), afferma informalmente “prima ricevuto, prima emesso”. Ciò significa che se la maggior parte dei nodi riceve la transazione A prima della transazione B, allora A deve essere ordinata prima di B. Tuttavia, raggiungere questo ROF universalmente accettato è fondamentalmente impossibile nelle reti asincrone, o anche nelle reti sincrone con ritardi esterni significativi. Questa impossibilità è radicata nella teoria della scelta sociale, in particolare nel paradosso di Condorcet. Questo paradosso illustra come, anche se i singoli nodi mantengono un ordinamento interno coerente, la preferenza collettiva in tutto il sistema può comportare cicli non transitivi. Ad esempio, una maggioranza potrebbe vedere A prima di B, un’altra maggioranza B prima di C e un’altra ancora C prima di A, formando un ciclo ininterrotto (A→B→C→A). Un tale ciclo impedisce a qualsiasi singolo ordinamento globale coerente di soddisfare contemporaneamente tutte le preferenze della maggioranza.
Timestamp mediani: un approccio imperfetto all’Equità dell’ordine delle transazioni
Alcuni protocolli hanno tentato di approssimare una forte equità nell’ordine di ricezione. Hedera Hashgraph, ad esempio, utilizza il suo esclusivo algoritmo di consenso per assegnare a ogni transazione un timestamp finale derivato dalla mediana dei timestamp locali di tutti i nodi partecipanti. Sebbene apparentemente un approccio neutrale, questo metodo è paradossalmente suscettibile di manipolazione.
Considera una rete con cinque nodi di consenso, in cui uno agisce in modo dannoso. Se tutti i nodi onesti ricevono la transazione tx₁ prima di tx₂, l’ordine previsto è tx₁ → tx₂. Tuttavia, un singolo nodo avversario può deliberatamente distorcere i suoi timestamp locali per queste transazioni, assegnando a tx₁ un timestamp successivo e a tx₂ uno precedente. Quando il protocollo calcola i timestamp mediani tra tutti i nodi, questa manipolazione può distorcere il risultato, facendo sì che tx₂ riceva un timestamp mediano precedente a tx₁. Di conseguenza, il protocollo emette tx₂ → tx₁, invertendo effettivamente l’ordine reale osservato dai partecipanti onesti. Questo “esempio giocattolo” rivela un difetto critico: la funzione mediana, nonostante la sua apparenza di neutralità, può essere sfruttata anche da un singolo attore disonesto per distorcere l’ordine finale delle transazioni, dimostrando che il “timestamping equo” di Hashgraph è una nozione di equità sorprendentemente debole, basandosi più su un set di validatori autorizzati che su robuste garanzie crittografiche.
Soluzioni pratiche: ridefinire l’equità per blockchain scalabili
Per aggirare le impossibilità teoriche evidenziate dal paradosso di Condorcet, gli schemi pratici di ordinamento equo devono adottare una definizione più rilassata di equità. Protocolli come Aequitas hanno introdotto Block-Order-Fairness (BOF), noto anche come batch-order-fairness. BOF impone che se un numero sufficiente di nodi riceve la transazione tx prima di tx′, allora tx deve essere consegnata in un blocco prima o contemporaneamente a tx′. Ciò rilassa la rigida regola “deve essere consegnata prima” di ROF a “deve essere consegnata non più tardi di”.
Di fronte a un ciclo di Condorcet (ad esempio, tx₁ → tx₂ → tx₃ → tx₁ come osservato da diverse maggioranze), BOF risolve il conflitto raggruppando tutte le transazioni coinvolte nello stesso batch o blocco. Ad esempio, invece di forzare un ordine lineare impossibile, il protocollo emette Block B₁ = {tx₁, tx₂, tx₃}. All’interno di questo blocco, un tie-breaker deterministico, come un valore hash, stabilisce l’ordine di esecuzione finale. Questo approccio garantisce l’equità per ogni coppia di transazioni trattando le transazioni in conflitto come se si verificassero simultaneamente, mantenendo al contempo un registro delle transazioni coerente e lineare per tutti i nodi. Negli scenari in cui non sorgono tali conflitti, il protocollo può comunque raggiungere la proprietà ROF più forte.
Sebbene Aequitas abbia implementato con successo BOF, ha dovuto affrontare limitazioni, tra cui un’elevata complessità della comunicazione e una debole vivacità, il che significa che la consegna delle transazioni potrebbe essere arbitrariamente ritardata se i cicli si “concatenassero”. Il protocollo Themis è stato successivamente introdotto per applicare la stessa forte proprietà BOF con una migliore efficienza della comunicazione. Themis lo ottiene attraverso tecniche come Batch Unspooling, Deferred Ordering e Stronger Intra-Batch Guarantees. La sua versione ottimizzata, SNARK-Themis, sfrutta prove crittografiche concise per verificare l’equità senza richiedere la comunicazione diretta tra ogni nodo, riducendo il carico di comunicazione in modo che cresca linearmente con le dimensioni della rete, consentendo così un efficiente ridimensionamento per reti più grandi.
Il futuro dell’ordinamento equo nelle reti decentralizzate
Il percorso verso un ordinamento robusto delle transazioni rivela che la perfetta equità, come ideale assoluto “first-in, first-out”, è fondamentalmente irraggiungibile nei sistemi distribuiti del mondo reale a causa della latenza della rete e del paradosso di Condorcet. Nodi diversi percepiscono inevitabilmente le transazioni in ordini diversi, portando a conflitti che nessun protocollo può risolvere universalmente senza compromessi. I primi tentativi, come il timestamping mediano di Hedera, si sono dimostrati vulnerabili alla manipolazione, evidenziando che il “timestamping equo” spesso si basa più sulla fiducia nei validatori che su garanzie verificabili.
Protocolli come Aequitas e Themis rappresentano un’evoluzione cruciale, andando oltre l’ideale impossibile per ridefinire l’equità in un modo che preservi l’integrità dell’ordine in condizioni di rete pratiche. Questo cambiamento traccia una chiara distinzione tra equità percepita ed equità dimostrabile. Garantire una vera Equità dell’ordine delle transazioni nei sistemi decentralizzati non può dipendere dalla reputazione, dalla fiducia dei validatori o dal controllo autorizzato. Invece, deve essere incorporato direttamente all’interno del protocollo attraverso una robusta verifica crittografica, offrendo trasparenza e prevedibilità.
Man mano che l’ecosistema crypto continua a maturare, gli strumenti che aiutano gli utenti a navigare in queste complesse dinamiche diventano sempre più preziosi. Comprendere come vengono ordinate ed elaborate le transazioni è fondamentale per una partecipazione efficace. Per coloro che desiderano ottenere approfondimenti più approfonditi sui movimenti del mercato e sulle attività on-chain, applicazioni come cryptoview.io possono offrire una prospettiva completa, aiutandoti a rimanere informato e a prendere decisioni più strategiche. Trova opportunità con CryptoView.io
