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Che cos’è il calcolo distribuito di una rete Blockchain?

Il calcolo distribuito è uno dei principi informatici fondamentali che guida la blockchain. Ma cos’è esattamente il calcolo distribuito? Molte persone ora hanno una conoscenza di base di una blockchain come rete di computer che verifica le transazioni.

Chiunque sia interessato a scavare un po ‘più a fondo, chiedendosi come funzioni la crittografia chiave , o scoprire il calcolo distribuito può portare a una migliore comprensione della tecnologia blockchain.

Capire come funziona la tecnologia non è solo per i curiosi scientificamente. Può anche aiutare a prendere decisioni di investimento più consapevoli concentrandosi su progetti con una solida base tecnologica.

Questo articolo è diviso in due parti. Il primo riguarda ciò che è il calcolo distribuito, come viene utilizzato e i pro e i contro. Nella seconda parte, esamineremo ulteriormente le diverse architetture dei sistemi distribuiti e approfondiremo l’architettura peer-to-peer della blockchain.

Allora, cos’è il calcolo distribuito? E perché i blockchain ne fanno uso per guidare interi mercati di criptovalute come il bitcoin ?

Il calcolo distribuito di una rete Blockchain

Al livello più semplice, il calcolo distribuito è semplicemente una rete di computer che lavorano insieme come un unico sistema. Le macchine possono essere collocate in stretta prossimità tra loro e collegate fisicamente come parte di una rete locale. Altre reti come le blockchain usano computer geograficamente dispersi.

Il calcolo distribuito è in circolazione da molto più tempo della blockchain stessa. Con l’aumento dell’uso dei computer nelle università e nei laboratori di ricerca negli anni ’60, è nata l’esigenza che i computer iniziassero a parlare tra loro, condividendo hardware come storage e stampanti. Gli anni ’70 videro la nascita delle prime reti locali. I primi sistemi di calcolo distribuiti erano reti locali come Ethernet, una famiglia di tecnologie di rete sviluppata da Xerox. Ora sono dappertutto. Ogni volta che entri in una nuova connessione Wi-Fi, stai entrando in una nuova rete di computer.

Ethernet è stata una delle prime tecnologie di calcolo distribuito

I computer nelle reti distribuite non hanno bisogno di essere in alcun formato specifico o configurazione hardware. Potrebbero essere laptop o mainframe, PC o Mac. Nei blockchain, possono essere PC con CPU o GPU o hardware dedicato come un minatore ASIC.

Tuttavia, indipendentemente dal tipo di macchina sulla rete, tutti devono funzionare come un singolo computer. L’utente finale non dovrebbe essere in grado di identificare l’esistenza di una rete di elaborazione distribuita dietro l’interfaccia.

Perché utilizzare il calcolo distribuito?

Per illustrare le basi di ciò che è il calcolo distribuito, pensa a un’azienda che possiede e gestisce un’applicazione web, diciamo un sito di bacheca. Poiché l’applicazione guadagna sempre più utenti, sia candidati che reclutatori, l’azienda ha bisogno di sempre più risorse informatiche per continuare a gestire il sito.

All’inizio, la società può aggiornare la propria infrastruttura server per accogliere nuovi utenti, aggiungendo più memoria e larghezza di banda. Chiamiamo questo tipo di ridimensionamento verticale di espansione . Tuttavia, a un livello critico, questo diventa poco pratico sia fisicamente che economicamente.

In questo punto critico, il calcolo distribuito fornisce una soluzione, sotto forma di ridimensionamento orizzontale . Anziché aggiornare l’infrastruttura informatica esistente, l’azienda aggiunge più computer al sistema per far fronte all’aumento del carico di lavoro.

Nel nostro esempio di sito della bacheca di lavoro, la società sa che la maggior parte del traffico è la gente che naviga nelle bacheche del lavoro. Quindi può aggiungere un server slave per prendere il peso dell’attività di navigazione. Il server slave riceve informazioni da un server master, che aggiorna il database con nuovi record di candidati e lavori.

In una rete distribuita, più computer assumono un carico di lavoro aggiuntivo

Una blockchain è una rete peer-to-peer, che è un diverso tipo di sistema distribuito di quanto illustrato in questo esempio. Ci immergeremo nei diversi tipi di sistemi distribuiti nella seconda parte, coprendo le architetture di calcolo distribuito.

Professionisti del calcolo distribuito

Quando si risponde alla domanda, “Che cos’è il calcolo distribuito”, è anche importante considerare i pro e i contro. Quando guardiamo a questi pro e contro, consideriamo che l’informatica distribuita è più che solo blockchain. Una società che implementa un sistema di calcolo distribuito può avere problemi che non influiscono sui blockchain pubblici e viceversa.

Tolleranza ai guasti e ridondanza

Uno dei vantaggi più significativi del calcolo distribuito è che non importa se una o più macchine nella rete si spengono perché il resto può riprendere il gioco. Ciò significa che una rete può essere sempre attiva.

Ciò consente il trading 24 ore su 24 in crypto, tuttavia, in un contesto blockchain ha anche altri vantaggi. Ad esempio, aziende come Walmart che utilizzano blockchain nei loro sistemi di supply chain , non subiscono interruzioni. Questo è un enorme vantaggio per un’operazione di supply chain globale.

Efficacia dei costi ed efficienza generale 

I sistemi distribuiti offrono migliori efficienze in termini di costi e di efficienza complessiva rispetto ai sistemi centralizzati. I sistemi centralizzati sono efficienti fino a un certo punto. Tuttavia, il nostro esempio di scheda lavoro mostra che una volta che le esigenze di calcolo raggiungono una certa dimensione, ha più senso ridimensionare orizzontalmente che verticalmente. Aggiungere più macchine a una rete è più efficiente sia dal punto di vista tecnologico che economico.

Scalabilità

Per quanto riguarda la pura potenza di calcolo, il computing distribuito offre una scalabilità più semplice rispetto all’elaborazione centralizzata. È relativamente facile aggiungere più macchine per ottenere più potenza di calcolo e ridurle quando le esigenze di alimentazione sono inferiori.

Tuttavia, blockchain ha diversi problemi di scalabilità. In una blockchain, il numero di transazioni elaborate in un determinato periodo limita la velocità della transazione. Pertanto, il problema della scalabilità è uno della velocità della transazione. Questo limite di scalabilità è dovuto alla necessità che i nodi di una blockchain raggiungano il consenso sulle transazioni in atto. Pertanto, mentre l’informatica distribuita offre un alto grado di scalabilità, l’elemento di teoria del gioco della blockchain è generalmente ciò che ostacola la scalabilità sulla velocità delle transazioni.

Contro di calcolo distribuito

Il calcolo distribuito offre numerosi vantaggi. Tuttavia, presenta anche alcuni inconvenienti tra cui:

Complessità

I sistemi distribuiti sono più complessi e difficili da risolvere rispetto a un sistema centralizzato. In un contesto blockchain, la gestione della comunità di sviluppatori, operatori di nodi e investitori può essere impegnativa senza alcuna entità centralizzata in controllo. Pertanto, gran parte della complessità nella gestione di una blockchain deriva dalla necessità di una governance decentralizzata su larga scala .

Sicurezza

Le aziende che implementano sistemi distribuiti devono garantire la sicurezza di ogni dispositivo sulla rete e assicurare la coerenza dei dati tra macchine diverse.

Blockchain aggira questo problema usando protocolli di consenso, che assicurano che l’intera rete sia d’accordo su un’unica fonte di verità. Il protocollo di consenso aiuta anche a proteggere dagli attori malintenzionati. Finché il 51% della rete agisce nell’interesse del gruppo, la rete rimane sicura. Questo diventa una sfida se i pool minerari aggregano una potenza di hashing sufficiente per lanciare un attacco del 51% . Questo rischio è il motivo per cui così tanti nella comunità blockchain spingono verso il pieno decentramento, inveendo contro aziende come Bitmain, che dominano l’estrazione dei principali criptosidi.

Costo

Un’organizzazione che implementa un sistema di calcolo distribuito incorrerà in un costo di installazione iniziale più elevato rispetto a un sistema centralizzato. Questo è semplicemente perché i sistemi distribuiti hanno bisogno di più hardware.

In blockchain, i costi colpiscono in modo leggermente diverso. In una blockchain decentralizzata, il progetto deve stabilire una base iniziale di operatori di nodi che eseguono il software blockchain sulle loro macchine. Sebbene un progetto blockchain non stia acquistando quelle macchine, esse hanno bisogno di attirare gli operatori dei nodi nell’esecuzione del loro software blockchain sul software di altri progetti. Per questo motivo, molte ICO mettono da parte una parte dei fondi iniziali raccolti per scopi di marketing e promozionali, una parte dei quali riguarda la creazione di una base di utenti di operatori nodo per l’esecuzione della rete.

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