Integrare due dei sistemi più promettenti del panorama hi-tech del momento, l’Internet of Things e la blockchain, ha potenzialità enormi sulla carta, ma ancora nessuno ci è riuscito, nemmeno colossi del settore come IBM o progetti completamente nuovi come la tecnologia Hashgraph.
Nonostante investimenti complessivi per 4 miliardi di dollari nella ricerca e sviluppo di una blockchain che si possa applicare all’Internet of Things, ossia il campo degli oggetti connessi online, non c’è stata ancora una sola società che sia stata in grado di dimostrare che l’integrazione tra le due tecnologie può avvenire con successo.
Per riuscire a farlo, si parte dal presupposto che la blockchain debba percepire ogni singolo dispositivo come un utente della blockchain.
Ogni dato trasmesso dall’oggetto viene immesso nella catena del blocchi come normalmente avviene per le transazioni.
In teoria un sistema di questo tipo potrebbe funzionare, ma soltanto se l’ammasso di dati e informazioni fornito è limitato.
Il problema principale riguarda infatti la scalabilità del sistema, ossia la sua capacità di diminuire o crescere di scala in base alle necessità o disponibilità del momento.
Esempi di applicazione della blockchain nell’IoT
Un sistema antifurto di allarme domestico, per esempio, non avrebbe problemi di funzionamento su scala ridotta, per esempio in un piccolo quartiere in cui un centinaio di case viene messo in collegamento.
Se un intruso tenta di irrompere nell’abitazione di qualcuno, per esempio, i dati raccolti dalle camere di sicurezza o da un sensore verrebbero registrati nella blockchain e inviati immediatamente ai proprietari, che sarebbero avvertiti in tempo reale.
Perché un impianto di sicurezza per la casa di questo tipo (collegato alla blockchain) possa essere messo in commercio, tuttavia, la sua rete deve essere in grado di supportare centinaia di migliaia di utenti in contemporanea.
Decine di migliaia di dati al secondo passerebbero infatti per la blockchain.
Come ha osservato il co-fondatore di Ethereum Vitalik Buterin durante il terzo summit globale annuale sulla blockchain, organizzato da Wanxiang Group, nessuna rete pubblica esistente può reggere una simile mole di informazioni.
“Sono convinto che la scalabilità sia uno dei problemi chiave da risolvere prima di poter vedere una produzione di massa della tecnologia”, ha detto durante la tavola rotonda di esperti del settore.
“Il Bitcoin raggiunge il suo limite a tre transazioni per secondo, mentre Ethereum a circa sei per secondo”, ha proseguito precisando che “se si vuole ottenere una maggiore scalabilità, si può ottimizzare un po’ la catena, si può salire fino a 28, 50, oppure 100”. Ma per un’applicazione veramente mainstream c’è bisogno di supportare diverse migliaia di transazioni al secondo.
Durante una conferenza organizzata da TechCrunch e condotta dal noto venture capitalist Naval Ravikant, Buterin ha sottolineato che affinché la rete blockchain sia in grado di gestire i dispositivi connessi dell’Internet of Things, deve essere capace di processare “centinaia di migliaia di dati al secondo” e non sei o sette come avviene per Ethereum.
Come colmare il gap di scalabilità
Per colmare il gap bisogna seguire una nuova strada non ancora battuta. Persino soluzioni di second layer o di catene dei blocchi alternative come quelle degli smart contract per Plasma o del sistema peer-to-peer Lightning Network introdotto nel 2015, non riescono a gestire una mole di informazioni così elevata. Plasma, un soluzione per Ethereum, potrebbe risolvere problemi minori legati alla scalabilità della blockchain .
Usa molteplici reti di blockchain interconnesse tra loro in modo che possano dividersi il più possibile il carico di lavoro. Diversi aspetti delle transazioni sono protetti grazie all’utilizzo del sistema crittografico ZK-SNARKs di Zcash. In questo modo è possibile ridurre la mole delle operazioni e aumentare la capacità della blockchain.
Vlad Zamfir, ricercatore della Ethereum Foundation, sostiene che si possa un giorno offrire una “soluzione realizzabile anche per l’Internet of Things. Zamfir dedica molto del suo tempo alla progettazione di un “sistema senza precedenti” di “sharding”, che però è ancora in fase di test e deve ancora essere implementato.
Attualmente in tutti i protocolli della blockchain in ogni nodo vengono salvati tutti gli elementi come bilancio dei conti, codice del contratto, archiviazione dei dati e vengono processate tutte le transazioni. L’idea dietro al “sharding” è quella di creare un nuovo meccanismo in cui solo un insieme di nodi piccoli verificano ogni transazione. Finché il numero di questi nodi è sufficiente a verificare tutte le operazioni, la rete si può considerare altrettanto sicura.
“Con Plasma la scalabilità non deriva dal fatto che, creando un numero elevato di catene piccole, le blockchain non devono più sostenere grandi tempi di caricamento grazie al fatto che le transazioni vengono spostate su suddette reti più piccole. Per ottenere una vera scalabilità delle informazioni processate l’unico modo è che un utente non sia costretto a verificare ogni singola operazione effettuata nel sistema”, spiega Christian Reitwiessner, Team Lead di Ethereum e creatore di Solidity.
Senza che ogni utente verifichi ogni singola operazione, si metterebbe però in discussione uno degli aspetti più importanti della blockchain: la garanzia di sicurezza e trasparenza.
Le soluzioni possibili al momento
Per ora le strade praticabili che sono state percorse riguardano reti di blockchain autorizzate, l’unica soluzione realistica in termine di scalabilità in questo momento.
Si tratterebbe di un sistema in grado di assorbire un eventuale aumento della mole di richieste di accesso oppure di informazioni varie da elaborare.
Alcuni dei maggiori gruppi informatici al mondo, tra cui IBM, stanno concentrando i propri sforzi in questa direzione: lo sviluppo di blockchain centralizzate o permission ledger. Con l’implementazione di reti distribuite autorizzate, si potrebbe ottenere anche un miglioramento notevole in fatto di sicurezza e flessibilità.
Basandosi sulla Blockchain di sua produzione e sull’Internet of Things di Watson, IBM ha – insieme alla società colombiana AOS, che offre soluzioni aziendali – avviato una collaborazione per trovare una soluzione che migliori l’efficacia dei settori di logistica e trasporti nel paese.
“Di solito le operazioni della catena di approvvigionamento devono avvenire manualmente e questo provoca ritardi e un elevato rischio di compiere errori al momento della registrazione. Questo può causare una differenza tra quello che viene archiviato e quello che invece viene poi caricato”, scrive Chris O’Connor, general manager della divisione Internet of Things Offerings di IBM.
Nel corso di quest’anno è probabile che, per dimostrare il potenziale della blockchain anche nel campo dell’Internet of Things, i gruppi principali del settore come Hyperledger, Ethereum Enterprise Alliance (EEA), Axoni e 3CEV tenteranno di introdurre una serie di permissione ledger.
Ma in un orizzonte temporale più a lungo termine, secondo la testata di informazioni tecnologica Binary District, con ogni probabilità saranno i network pubblici di blockchain a raggiungere quel livello di scalabilità necessario a gestire le reti IoT. Anche se come sostiene Buterin ci potrebbero volere tre o cinque anni, senza dubbio sarà valsa l’attesa.
