Qtum (pronunciato Quantum) ha guadagnato l’attenzione nello    spazio crittografico    . La Qtum Foundation è registrata a Singapore ed è un progetto globale con un team situato in Asia, America, Africa ed Europa. La ragione per la sua crescita di popolarità è la sua USP – fornire    Ethereum EVM    con     sicura Bitcoin   modello UTXO  . Inoltre, garantiscono il consenso con l’algoritmo Proof of Stake 3.0 (POS 3.0). In questa guida daremo uno sguardo più da vicino a Qtum e vedremo perché gli sviluppatori dovrebbero iniziare a sperimentare con la loro piattaforma.

Combina il meglio di entrambi i mondi

Le blockchain più popolari al mondo oggi sono Bitcoin ed Ethereum. Bitcoin, essendo ciò che ha dato il via a tutto, è ancora la blockchain più sicura nello spazio. Anche il suo modello UTXO (Unspent Transaction Output) contribuisce all’elevata tracciabilità delle transazioni. Questo è il motivo per cui Qtum ha deciso che la blockchain di Bitcoin sarebbe stata la base per questo. Dall’altro lato dell’equazione, abbiamo la blockchain di Ethereum. Ethereum ha inaugurato l’era dei contratti intelligenti. All’improvviso, una blockchain non era più solo un modo sofisticato per trasferire denaro. Ethereum ha permesso agli sviluppatori di tutto il mondo di creare le loro applicazioni decentralizzate (dApp) in cima alla catena. Per integrare contratti intelligenti, con questa semplice innovazione, Qtum offre ai suoi utenti un meccanismo contrattuale intelligente e sicuro che è interoperabile con Bitcoin ed Ethereum. Questa è una proposta molto interessante per utenti e sviluppatori regolari  , poiché le tecniche di scalabilità    elaborate in Bitcoin (    Lightning Network   ) ed Ethereum (Raiden Network, Plasma, ecc.) Possono funzionare su Qtum, purché il consenso della comunità. 

Parlando di interoperabilità, ci sono altri due aspetti affascinanti da considerare:

Compatibilità SegWit

Per una comprensione completa di SegWit, consulta la nostra    guida dettagliata qui    . Per darti una breve comprensione, SegWit significa “testimone separato”. Prima dell’implementazione di SegWit, le transazioni Bitcoin soffrivano di un problema di scalabilità perché erano inutilmente complicate. I dati dell’azienda hanno aggiunto il volume aggiuntivo. Durante l’implementazione di SegWit, i dati della firma sono stati presi dai blocchi e memorizzati in una catena laterale, che viene eseguita insieme alla blockchain principale di Bitcoin. Poiché Qtum supporta SegWit, puoi goderne i vantaggi.

Compatibilità con gli smart contract di Ethereum

Qtum utilizza la macchina virtuale Ethereum (EVM) per garantire che    i contratti intelligenti di   Ethereum  siano in esecuzione su Qtum e viceversa. Questa è una caratteristica estremamente importante. Ethereum ha la più forte comunità di sviluppatori al mondo. Grazie a questa funzione, Qtum può indirizzare questi sviluppatori sulla sua piattaforma. Anche le dApp Ethereum possono essere facilmente trasferite su Qtum. Significa anche che gli sviluppatori possono utilizzare    Solidity    , un linguaggio consolidato, per creare contratti intelligenti in Qtum.

Qtum e UTXO

Per capire UTXO, devi capire come funzionano le transazioni su Bitcoin (e funzionano allo stesso modo per Qtum). Per ottenere una semplice comprensione di come funzionano gli UTXO, pensa al funzionamento di base delle transazioni in contanti. Supponi che il tuo amico ti debba 6 dollari. Si fruga    nella borsa, tira fuori una banconota da 5 e 1 dollari e restituisce i soldi. 

Ora, se devi $ 8 a qualcuno, ritira i $ 5 e $ 1 che il tuo amico ha già pagato e $ 2 che qualcun altro ha già pagato.

Ecco come funzionano le transazioni Bitcoin. Gli output di una transazione precedente diventano gli input di una transazione futura. Quindi tienilo a mente e vediamo come funzionano le transazioni Bitcoin.

Inserimento della transazione

Supponiamo che Alice debba inviare Bitcoin a Bob. Per completare questa transazione, il portafoglio di Alice renderà i risultati delle sue transazioni precedenti la voce per la nuova transazione.

Supponiamo quindi che Alice abbia bisogno di estrarre bitcoin dalle seguenti transazioni che chiameremo TX (0), TX (1) e TX (2). Queste tre transazioni verranno sommate e questo ti darà la transazione in entrata che chiameremo TX (Inbound).

Schematicamente, sarà simile a questo:

Quindi, questo è sul lato di input, vediamo come sarà il lato di output.

Output della transazione

Fondamentalmente, l’output avrà la quantità di bitcoin che Bob avrà dopo la transazione e le eventuali modifiche rimanenti che verranno inviate ad Alice. Questa modifica diventa il valore di input per una transazione futura.

Una rappresentazione grafica del lato di output è simile a questa:

Ora è una transazione semplice che ha una sola uscita (oltre a CAMBIA), alcune transazioni sono possibili con più uscite.

Allora, perché Qtum ha adottato il modello UTXO? Ci sono due ragioni principali:

• Innanzitutto, utilizza un modello di transazione maturo, stabile e sicuro ampiamente noto sulla blockchain di Bitcoin.
• In secondo luogo, il modello UTXO ha contribuito all’implementazione di Simple Payment Verification (SPV). L’SPV consentirà a un nodo sottile di interagire con contratti intelligenti e verificare le transazioni. I nodi luminosi sono nodi che scaricano solo una parte della blockchain invece dell’intera blockchain.

Utum fuori dall’EVM

Come accennato in precedenza, Ethereum ha inaugurato l’era dei contratti intelligenti. I contratti intelligenti sono accordi automatici e autoapplicabili tra due o più parti, che non richiedono alcun intermediario legale. Sembra incredibile, vero?

Tuttavia, dove esegui esattamente questi contratti? I contratti intelligenti possono essere eseguiti in uno dei due sistemi:

• Macchine virtuali:    Ethereum utilizza.
• Docker:    Fabric usa.

Confrontiamo i due e determiniamo qual è il miglior ecosistema. Per semplicità, confronteremo Ethereum (Virtual Machine) con Fabric (Docker).

Di conseguenza, le macchine virtuali forniscono un migliore ambiente deterministico, di arresto e isolato per gli smart contract. EVM incorpora un meccanismo a gas per prevenire loop infiniti e spam (l’esecuzione termina quando la chiamata del contratto si esaurisce).

Connessione UTXO ed EVM

Poiché UTXO ed EVM sono concetti molto diversi, come è riuscito QTUM a collegarli sulla sua piattaforma? Aggiunta del livello Riepilogo account (AAL). AAL funge da livello di interfaccia tra UTXO ed EVM. La bellezza di AAL è che non si limita a EVM. Qualsiasi macchina virtuale abilitata per AAL può essere eseguita su AAL. 

Quindi, prima di avventurarci ulteriormente in AAL, capiamo cosa significa astrazione.

Astrazione significa che chiunque può utilizzare qualsiasi sistema o protocollo senza conoscere appieno le complessità ei dettagli tecnici. Per esempio. Quando usi il tuo iPhone, non devi essere un programmatore o un ingegnere per farlo funzionare. Basta toccare lo schermo per attivare un’app o il pulsante di chiamata per chiamare qualcuno. Non è necessario sapere in che modo lo squillo in alcune applicazioni attiva il circuito del telefono o come sono state programmate determinate applicazioni. L’astrazione rende la tecnologia sofisticata accessibile alle masse nascondendo le complessità.

Per le piattaforme smart contract e dApp, l’astrazione è praticamente il Santo Graal. Se l’obiettivo è l’adozione di massa, le dApp dovrebbero funzionare come una normale applicazione. Allo stesso modo, Qtum deve integrare EVM e UTXO in modo che utenti e sviluppatori possano interagire facilmente con loro. 

Quindi, per capire meglio come funziona AAL, diamo un’occhiata a come funziona una semplice transazione Bitcoin a livello di codice. Durante una transazione, il tuo portafoglio eseguirà i seguenti codici operativi sulla tua macchina. Questo in pratica dice al software di verificare se la chiave pubblica della transazione corrisponde o meno alla firma:

La colonna “Script” contiene diverse parole chiave chiamate opcode. Le transazioni Bitcoin vengono registrate combinando questi codici operativi. AAL aggiunge altri tre codici operativi all’elenco Bitcoin originale per abilitare il supporto per i contratti intelligenti.

• OP_CREATE:    utilizzato per creare nuovi contratti intelligenti. 

• OP_CALL:    utilizzato per eseguire codice su uno smart contract esistente.
• OP_SPEND:   viene    utilizzato per spendere un importo di smart contract.

Quindi, come vengono trattati questi codici operativi?

• Il software di convalida analizza lo script nelle transazioni Qtum.
• Quando trovano uno di questi tre codici operativi, li separano per l’elaborazione con EVM.
• Le transazioni del contratto EVM vengono quindi elaborate in un “Elenco delle transazioni del contratto previste”, che viene eseguito dai nodi di convalida.
• Queste transazioni vengono eseguite sull’EVM e l’output risultante viene convertito in un Qtum tx utilizzabile. 
• Se, durante l’esecuzione di un contratto, il contratto richiede un altro contratto con un valore, anche questa transazione viene convertita in un Qtum tx esplicito e allegata al blocco corrente.

La dimensione di Qtum UTXO può essere gestita molto bene, poiché le transazioni OP_CREATE, OP_CALL e OP_SPEND sono sacrificabili. Quando un contratto si autodistrugge, la transazione OP_CREATE viene spesa, rimuovendola dal gruppo UTXO.

Se sei uno sviluppatore solido, sarà facile iniziare a scrivere codice in Qtum, poiché sfrutta già EVM.

Tuttavia, come accennato in precedenza, EVM non è l’unica macchina virtuale disponibile su Qtum per eseguire contratti intelligenti. Il team di Qtum sta sviluppando una macchina virtuale per contratti intelligenti x86 per Qtum. Questa macchina virtuale x86 darà agli sviluppatori la possibilità di codificare contratti intelligenti in linguaggi di programmazione popolari come Rust e altri. 

Qtà e prova di partecipazione (POS)

Come accennato più volte, Qtum utilizza un modello di consenso    POS    . Molti blockchain moderni hanno optato per un modello di punto vendita a causa dei vantaggi che ha rispetto al classico modello POW. POW o proof of work era il modello di consenso introdotto da Bitcoin, in cui nodi specializzati chiamati miners risolvono enigmi crittograficamente difficili attraverso l’uso di ASIC. 

Problemi con la prova del lavoro.

• La prova di lavoro è un processo estremamente inefficiente a causa della grande quantità di energia ed energia che consuma.
• Le persone e le organizzazioni che possono permettersi ASIC più veloci e più potenti spesso hanno maggiori possibilità di mining rispetto ad altre. Ciò significa che il mining di Bitcoin non è decentralizzato come vorremmo.
• Poiché l’estrazione di POW consuma risorse del mondo reale, è molto dannosa per l’ambiente.

La prova di scommessa, d’altra parte, rende il processo di mining interamente virtuale. Permettici di darti una rapida panoramica di come funziona il punto vendita:

• I validatori / minatori bloccano alcune delle loro monete come scommessa.
• Successivamente, inizieranno a convalidare i blocchi. Cioè, quando scoprono un blocco che pensano possa essere aggiunto alla catena, lo convalidano posizionando uno o più UTXO per 500 commit.
• Se il blocco viene aggiunto, i validatori riceveranno una ricompensa di blocco, dove la frequenza dei premi di blocco è proporzionale all’importo scommesso da quel validatore.

Design diversi utilizzano diverse varianti dell’algoritmo POS. Ethereum utilizzerà il protocollo Casper, mentre Algorand utilizzerà il POS puro. Poi ci sono progetti come EOS che utilizzano punti vendita delegati.

Qtum utilizza POS versione 3 o POSv3, progettato per blockchain basati su UTXO. Diamo un’occhiata alle versioni precedenti prima di arrivare a POSv3.

POSv1:

“Coin age” è un termine usato per descrivere quanto tempo un UTXO non è stato speso sulla blockchain. POSv1 dipende fortemente dall’età della parte. Più vecchio è il pezzo, minore è la difficoltà. Tuttavia, il problema con questo approccio era che le persone semplicemente smettevano di spendere le loro monete. Le persone aprivano i loro portafogli solo quando avevano bisogno di scommettere. Se una parte fosse abbastanza vecchia, produrrebbe nuovi blocchi di pile quasi istantaneamente. 

POSv2:

Questa versione migliora la versione precedente sradicando il concetto di era della valuta per consenso. Un altro grande cambiamento che hanno apportato tra diversi aggiornamenti è stato quello di utilizzare un meccanismo di modifica della condivisione completamente diverso dalla v1. Questo modificatore di scommessa includeva il tempo di blocco precedente. Tienilo a mente quando discutiamo della v3.

POSv3: 

Il tempo di blocco incluso in POSv2 può lasciarti vulnerabile ad un attacco a “distanza ravvicinata”, dove era possibile estrarre una blockchain alternativa ripetendo i tempi di blocco precedenti. Modifiche come queste rendono POSv3 una versione molto migliore di POSv2. 

POSv2 ha anche utilizzato i tempi di blocco e transazione per determinare l’età di un UTXO, che è diversa dall’età della valuta. POSv3 determina l’età di un UTXO valutandone la profondità nella blockchain (ad esempio, conferme). 

NOTA:    Qtum ha recentemente aggiunto il supporto per il codice operativo OP_RETURN che consente a un comando di contenere la chiave pubblica per firmare il blocco senza richiedere uno script pay-to-pubkey completo. Ciò significa che un fornitore di dApp può pagare il costo dei nuovi utenti di dApp, semplificando l’integrazione.

Ulteriori informazioni su POSv3 

In un sistema POW, un nonce casuale viene aggiunto all’hash dell’intestazione del blocco e l’hash risultante viene rifatto. Questo hash, a sua volta, deve essere inferiore alla difficoltà complessiva della rete. Solo allora il blocco viene aggiunto alla blockchain principale.

D’altra parte, POSv3 ha un hash del kernel, che è composto da vari dati che non possono essere facilmente modificati nel blocco corrente. Ecco alcune altre caratteristiche da considerare nel sistema POS Qtum: 

• La seconda transazione in ogni blocco è chiamata “transazione di collocazione”, mentre la prima transazione è una transazione con valuta base vuota.
• Ogni blocco deve avere almeno una transazione di scommesse.
• Il timestamp del blocco deve avere i quattro bit inferiori impostati su 0, in modo che il tempo del blocco possa essere rappresentato solo a intervalli di 16 secondi.
• Una volta ogni 500 blocchi (circa 18 ore), un UTXO può essere utilizzato per produrre una negoziazione di scommessa.

Ora vediamo di cosa è fatto l’hash del kernel POSv3:

• Il modificatore di condivisione del blocco precedente, che è un hash della transazione precedente nei blocchi PoS e il modificatore di condivisione del blocco precedente.
• Il timestamp della transazione precedente. 
• L’hash della transazione precedente.
• Il numero di uscita dall’uscita precedente (questa è l’uscita dalla transazione che supera la transazione di scommesse).
• Il tempo di blocco corrente in cui i quattro bit inferiori sono impostati su 0. Questa particolare funzione cambia durante il processo di picchettamento.

NOTA: uno scambio precedente è l’UTXO utilizzato per creare uno scambio di scommesse. L’unico modo per cambiare l’hash del kernel corrente è cambiare l’UTXO che stai usando per creare il blocco o per cambiare il tempo di blocco corrente.

Ora che sappiamo come funziona POSv3 di Qtum, diamo un’occhiata a come allevia il più grande difetto del POS: il problema del nulla.

Qual è il problema con “Niente in gioco”?

Considera la seguente situazione:

Nel diagramma sopra, abbiamo la catena principale (blu), che è stata ricondotta al blocco 53.    Tuttavia, c’è un ramo parallelo che proviene dal blocco 50 (rosso). Cosa succederà se i minatori malintenzionati si riuniscono e continuano a esplorare il canale rosso fino a raggiungere quello blu? Tutte le transazioni avvenute nei blocchi blu 51, 52 e 53 verranno annullate e annullate immediatamente.

Le blockchain POW sono vulnerabili a questo attacco del 51% perché il potere di hashing può essere affittato a breve termine.

Supponiamo che il minatore dannoso Alice voglia esplorare la corrente rossa. Anche se dedichi tutto il tuo potere di hashing ad esso, nessun altro minatore si unirà a te sul nuovo canale. Tutti continueranno a gestire la catena blu, poiché è più economico e senza rischi gestire la catena più lunga.

POW è facile da montare un attacco del 51% con la potenza hash del noleggio. Pertanto, le divisioni della catena sono problematiche per tutti tranne che per il più grande blockchain POW (bitcoin).

Tuttavia, le cose sembrano un po ‘diverse quando porti dei punti vendita. Se sei un validatore, puoi semplicemente mettere i tuoi soldi nella catena rossa e nella catena blu senza timore di ripercussioni. Qualunque cosa accada, vincerai sempre e non avrai nulla da perdere, per quanto dannose possano essere le tue azioni. Tuttavia, la catena rossa dovrebbe scommettere con un numero maggiore di monete (peso netto) per avere successo e, a differenza del POW, dove un attaccante può noleggiare il potere hash, il POS richiede l’effettiva proprietà della moneta.

Questo è chiamato il problema del “nulla in ballo”.

Il protocollo Casper di Ethereum mitiga questo problema attraverso l’uso di un meccanismo di punizione. Fondamentalmente, i validatori dannosi vengono puniti riducendo la loro partecipazione. Qtum prevede di   fornire una soluzione diversa    al problema   all’improvviso   e non punirà mai gli scommettitori che si comportano male più che buttarli fuori dalla rete. Credono che nessun software possa essere migliorato, quindi il rischio che un errore causi comportamenti scorretti del giocatore e la perdita di milioni di dollari è inaccettabile per loro. I seguenti punti devono essere presi in considerazione per comprendere la mitigazione del problema di Qtum dal nulla:

• Utilizzo dei checkpoint e scadenza di 500 conferme per le transazioni di picchettamento. 
• Metteranno alcuni dei dati sulla blockchain di Bitcoin che può essere verificata tramite SPV. Ciò garantisce che un utente malintenzionato non possa mentire sulla creazione di un blocco specifico.

Inoltre, va notato che Qtum considera il problema di nulla in gioco un po ‘forzato, specialmente sul tuo sistema perché:

• Può essere molto costoso creare la configurazione per l’attacco.
• Anche quando tutto è pronto, il resto di noi deve ancora seguire l’esempio, il che è molto tempo.
• Chiunque può identificarlo facilmente controllando le risorse centralizzate al di fuori della catena, come i block explorer.
• È possibile aggiungere checkpoint al codice a una velocità più frequente per avviamenti più rapidi. Ciò garantirà che queste catene dannose di nulla in gioco non abbiano mai un potere significativo.
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Protocollo di governance decentralizzata

Un’altra caratteristica di Qtum è il DGP (Decentralized Government Protocol) introdotto per modificare i parametri della blockchain in modo rapido e fluido, senza la necessità di un hard fork. Il DGP è costruito utilizzando la tecnologia dei contratti intelligenti e può regolare le dimensioni dei blocchi (fino a 32 MB) e modificare le quantità di gas per varie operazioni di contratti intelligenti.

Pertanto, le dimensioni del blocco ei parametri del gas possono essere modificati attraverso un processo di governance della rete senza la necessità di scaricare nuovo software e non è necessario intraprendere alcuna azione da parte delle parti interessate della rete e degli operatori dei nodi. Ad esempio, saranno ancora necessari fork rigidi per modifiche al consenso o nuove macchine virtuali.

Qtum è uno dei progetti più interessanti nello spazio. Combinando UTXO, EVM e POS, Qtum fornisce una piattaforma unica, sicura e naturalmente scalabile. Grazie alla sua connessione all’EVM, Qtum può facilmente attrarre la già vivace e forte comunità di sviluppatori e dare loro la possibilità di trasferire le loro dApp sulla loro piattaforma. Sarà molto interessante vedere come si svilupperà questo progetto nel prossimo futuro.