Cos’è l’interoperabilità blockchain? Come funzionano i bridge cross-chain e la messaggistica

Bitcoin, Ethereum, Solana e altre reti blockchain funzionano secondo regole, dati e infrastrutture proprie. Per impostazione predefinita, una blockchain non sa cosa accade su un’altra: per questo l’interoperabilità blockchain è diventata un tema importante per utenti e sviluppatori.

L’interoperabilità blockchain è l’insieme di tecnologie che consente a reti, applicazioni e sistemi diversi di scambiare informazioni o asset. Per gli utenti, questo può significare trasferire asset tra reti supportate o utilizzare applicazioni che funzionano su più chain. Per gli sviluppatori, l’interoperabilità permette di creare prodotti che non sono limitati a un solo ecosistema. Questa guida spiega come le reti cross-chain collegano le blockchain, in cosa differiscono bridge e protocolli di messaggistica, quali sono i sistemi più conosciuti e quali rischi è bene comprendere prima di utilizzarli.

Cos’è l’interoperabilità blockchain?

L’interoperabilità blockchain è la capacità di reti blockchain distinte o di sistemi basati su blockchain di comunicare e interagire tra loro. Senza di essa, le blockchain operano in gran parte come ambienti isolati. Un asset emesso su una rete non può semplicemente apparire su un’altra, e uno smart contract su una chain non può leggere o utilizzare automaticamente i dati di un’altra.

Le tecnologie di interoperabilità creano modalità che consentono a questi sistemi di scambiare informazioni, trasferire rappresentazioni di asset o attivare operazioni tra reti supportate. L’obiettivo non è fondere molte blockchain in una sola. Le chain indipendenti restano invece separate, ma alcuni meccanismi permettono loro di collaborare.

Perché l’interoperabilità blockchain è importante

L’ecosistema blockchain comprende molte reti progettate per scopi diversi. Alcune si concentrano sugli smart contract, altre sui pagamenti, sulla scalabilità, sulla privacy o su specifiche tipologie di applicazioni decentralizzate. Ciò crea frammentazione: gli utenti detengono asset su più reti e gli sviluppatori devono raggiungere utenti e liquidità distribuiti tra ecosistemi diversi.

L’interoperabilità riduce alcune di queste barriere. Un utente può trasferire asset tra chain supportate, mentre un’applicazione può utilizzare informazioni o funzioni di più blockchain. Inoltre, rende le applicazioni più flessibili, perché i servizi non devono più restare all’interno di un unico ecosistema.

Come le reti cross-chain collegano le blockchain

Non esiste un unico modo per rendere interoperabili le blockchain. Sistemi diversi utilizzano meccanismi differenti, a seconda di ciò che deve essere trasferito tra le reti. I tre approcci più comuni sono i bridge, i protocolli di messaggistica e gli ecosistemi progettati fin dall’inizio per favorire l’interoperabilità.

I bridge si concentrano sul trasferimento di valore o di rappresentazioni di asset. I protocolli di messaggistica puntano invece a inviare informazioni o istruzioni tra applicazioni. Alcuni ecosistemi, come Cosmos e Polkadot, integrano l’interoperabilità nella propria architettura, consentendo alle chain collegate di comunicare attraverso standard condivisi. In tutti i casi, la sfida di fondo è la stessa: una blockchain deve disporre di un modo affidabile per riconoscere e utilizzare informazioni provenienti da un’altra.

Bridge cross-chain: lock and mint, burn and mint e pool di liquidità

Un bridge cross-chain è un sistema che collega due o più reti blockchain, consentendo il trasferimento di valore tra loro. I bridge si differenziano per il loro funzionamento. Nel modello lock and mint, l’asset originale viene bloccato sulla chain di origine e sulla chain di destinazione viene creata una versione wrapped. Quando l’utente effettua il trasferimento inverso, l’asset wrapped viene distrutto e quello originale viene rilasciato.

Nel modello burn and mint, il token viene distrutto su una chain e ne viene creata una quantità equivalente su un’altra. Il protocollo di trasferimento cross-chain di Circle per USDC è un esempio spesso citato. I bridge basati su pool di liquidità funzionano invece in modo diverso: il capitale è già presente su ciascuna chain, così gli utenti ricevono rapidamente token da un pool, senza dover attendere un processo lock and mint. Ogni modello comporta compromessi diversi in termini di velocità, costi e rischi.

I modelli di fiducia sono importanti tanto quanto i meccanismi. Alcuni bridge si affidano a un piccolo gruppo di validatori o a un wallet multisignature, mentre altri utilizzano la verifica tramite light client o prove crittografiche. Gli analisti descrivono generalmente i bridge multisignature come il modello più debole e la verifica tramite light client o prove come più robusta, ma più costosa da gestire.

Messaggistica cross-chain e protocolli di interoperabilità

La messaggistica cross-chain affronta una questione più ampia del semplice trasferimento di token. Anziché chiedersi come portare un token su un’altra chain, si chiede come un’applicazione su una blockchain possa comunicare con un’applicazione su un’altra. Un messaggio può contenere le informazioni necessarie per attivare altrove un’operazione di uno smart contract, consentendo alle applicazioni di distribuire la propria logica e i propri asset su più chain.

Diversi sistemi conosciuti affrontano la questione in modi differenti. Cosmos IBC utilizza la verifica tramite light client tra le chain. Polkadot utilizza una relay chain che fornisce sicurezza condivisa alle parachain collegate, con XCM come formato di messaggistica. LayerZero si affida a oracoli e relayer, Wormhole a un comitato di validatori, Axelar alla propria rete di validatori e Chainlink CCIP alla verifica basata su oracoli. Queste descrizioni sono semplificate e le ipotesi di sicurezza di ciascun protocollo sono diverse: utenti e sviluppatori dovrebbero quindi consultare la documentazione aggiornata prima di affidarsi a uno di essi.

Principali usi dell’interoperabilità blockchain

Il trasferimento di asset è uno degli utilizzi più comuni. Gli utenti potrebbero voler spostare criptovalute tra ecosistemi per accedere ad applicazioni o servizi diversi. Anche la finanza decentralizzata utilizza l’interoperabilità per collegare asset e applicazioni su reti separate, consentendo alle applicazioni DeFi supportate di funzionare oltre i confini di una singola chain.

Anche NFT, giochi blockchain, wallet e altre applicazioni Web3 possono trarre vantaggio dalla comunicazione multi-chain. Un’applicazione può riconoscere asset o informazioni provenienti da un’altra chain supportata, senza richiedere che tutto esista su un’unica rete. Per gli sviluppatori, l’interoperabilità apre l’accesso a utenti, asset e funzioni distribuiti tra diversi ecosistemi.

Le sfide e i rischi per la sicurezza dell’interoperabilità blockchain

Collegare blockchain indipendenti comporta sfide tecniche e di sicurezza. Le reti utilizzano sistemi di consenso, formati di transazione, ambienti per smart contract e modelli di sicurezza diversi; un sistema di interoperabilità deve quindi colmare queste differenze senza presumere che tutte le chain funzionino allo stesso modo. Può inoltre introdurre smart contract, validatori o relayer aggiuntivi, e una vulnerabilità in uno qualsiasi di questi elementi può creare rischi anche quando le blockchain sottostanti funzionano normalmente.

La storia degli attacchi ai bridge mostra quanto il problema possa essere serio. In 02/2022, il bridge Wormhole ha perso più di 300 mln $ a causa di una verifica delle firme difettosa in uno smart contract su Solana. In 03/2022, il bridge Ronin ha perso circa 600 mln $ dopo che gli aggressori hanno ottenuto il controllo di un numero sufficiente di chiavi dei validatori. In 06/2022, il bridge Horizon di Harmony ha perso circa 100 mln $ e, in 08/2022, un bug di inizializzazione ha permesso agli aggressori di sottrarre circa 190 mln $ da Nomad. Gli importi variano leggermente a seconda delle fonti, mentre le perdite complessive legate ai bridge sono stimate in miliardi di dollari.

Come usare un bridge cross-chain in sicurezza

Prima di trasferire fondi, gli utenti possono ridurre i rischi verificando alcuni aspetti fondamentali. Dovrebbero accedere al bridge dal suo sito web ufficiale o dai link ufficiali presenti in un wallet, poiché i siti falsi dei bridge sono una truffa comune. Dovrebbero inoltre verificare che siano supportate sia la rete di origine sia quella di destinazione e controllare che l’indirizzo di destinazione e il token siano corretti: un errore in un trasferimento tra chain può essere difficile o impossibile da correggere.

È prudente iniziare con un piccolo trasferimento di prova e spostare importi maggiori solo dopo averne ricevuto conferma. Gli utenti possono anche verificare in che modo il bridge controlla i trasferimenti, se è stato sottoposto ad audit e se ha registrato incidenti in passato. Le autorizzazioni dei token dovrebbero essere limitate e controllate regolarmente; inoltre, quando le reti sono congestionate, i trasferimenti possono richiedere più tempo o costare più del previsto. Nessun controllo elimina completamente i rischi, quindi gli utenti non dovrebbero mai trasferire più di quanto possano permettersi di perdere.

Conclusione

L’interoperabilità blockchain consente a reti e applicazioni separate di comunicare, scambiare informazioni e supportare il trasferimento cross-chain di asset. I bridge sono un esempio comune, mentre i protocolli di messaggistica offrono una comunicazione più ampia tra applicazioni. Nel loro insieme, riducono la frammentazione tra gli ecosistemi blockchain.

Il compromesso è il rischio. Il modo in cui un sistema di interoperabilità verifica le informazioni cross-chain è importante quanto le reti che collega, e i passati attacchi ai bridge dimostrano che una verifica debole può essere costosa. Comprendere il modello di fiducia alla base di un bridge o di un protocollo è un primo passo concreto prima di utilizzarlo.

FAQ

1. Cos’è l’interoperabilità blockchain?
L’interoperabilità blockchain è la capacità di reti o sistemi blockchain distinti di comunicare e interagire. Supporta funzioni come il trasferimento cross-chain di asset e lo scambio di dati.

2. Un bridge blockchain è la stessa cosa dell’interoperabilità blockchain?
No. Un bridge è uno dei modi per garantire l’interoperabilità. L’interoperabilità è un concetto più ampio, che comprende anche la messaggistica cross-chain e altri metodi di comunicazione tra blockchain.

3. Perché le blockchain hanno bisogno dell’interoperabilità?
Le diverse blockchain funzionano come reti separate, frammentando asset, applicazioni e utenti. L’interoperabilità consente alle reti e alle applicazioni supportate di interagire oltre questi confini.

4. Come funzionano i bridge cross-chain?
I bridge collegano le blockchain con modelli come lock and mint, burn and mint o pool di liquidità. Ogni modello trasferisce valore in modo diverso e comporta compromessi specifici in termini di velocità, costi e sicurezza.

5. I bridge cross-chain sono sicuri?
I bridge possono comportare rischi aggiuntivi perché introducono smart contract, validatori o relayer, e nel 2022 si sono verificati diversi attacchi di vasta portata ai bridge. La sicurezza dipende dal design specifico, dal metodo di verifica e dalla cronologia degli audit; gli utenti dovrebbero quindi informarsi su un bridge prima di utilizzarlo.