Blocco #4 – Prova di Lavoro
La lotta per l'esistenza è la lotta per il potere [F. Nietzsche]
Il potere si manifesta in molti modi: legislativo, esecutivo, giudiziario. Potremmo aggiungere il quarto potere dei media, quello economico delle banche centrali o il potere militare e religioso. Oppure il potere sociale, tipico dell'aristocrazia (il moderno baronato) o quello tecnologico, in mano a colossi come Apple, Amazon e Google1.
Argomento affascinante, ma poco pratico. Invece di classificare i poteri in categorie, approccio sterile e antropico, proviamo a farne la sintesi. Consideriamo ad esempio la luce del sole: possiamo dividerne i colori nelle tre gradazioni primarie, nelle sette tonalità dell'arcobaleno o col modello CMYK tipografico, ma sempre luce resta. Una classificazione è solo una convenzione, un modello più o meno funzionale. Potremmo elencare decine di forme di potere, ma alla fin fine, come per la luce, sempre di potere si tratta. Chiamatelo come vi pare, ma dobbiamo comunque rispettare chi ne ha di più e comandare chi ne ha di meno. Sembra cinico, ma lo facciamo da milioni d'anni.
La gerarchia sociale, ovvero il modo in cui gli esseri umani gestiscono il potere, è un fenomeno naturale. Gli animali assegnano (quasi sempre) il potere in virtù delle legge del più forte, ovvero mediante la forza fisica, per ottenere diversi benefici
Dispute: risolvere i conflitti interni al gruppo
Proprietà: ottenere e difendere l'accesso alle risorse
Gerarchia: stabilire una gerarchia sociale (stessa specie e/o interspecie)
Da questo punto di vista concetti astratti come proprietà privata e classi sociali non sarebbero un'invenzione umana, bensì la razionalizzazione di istinti naturali. Vediamo alcune analogie
Dispute: molti animali decidono chi ha ragione mediante la lotta fisica, a volte limitandosi a combattere, altre volte ferendosi gravemente, in alcuni casi uccidendosi
Proprietà: il leone cattura la gazzella con la forza bruta, poi ne difende la proprietà ruggendo o minacciando chi si avvicina. Inoltre decide chi ha diritto a nutrirsi
Gerarchia: per evitare di risolvere ogni singola disputa attraverso uno scontro fisico, molti animali scelgono un capobranco. In tal modo, una volta deciso chi comanda, si delega al capobranco risoluzione delle dispute ed accesso alle risorse
E' interessante notare che la legge del più forte si manifesta spesso sotto forma di lavoro, che in fisica è definito come il prodotto tra forza e spostamento. Compiere del lavoro richiede un consumo di energia, ma siccome la natura mira all'efficienza il lavoro compiuto è spesso minore di quello richiesto. Là dove possibile, un animale preferisce ricorrere ad una prova di forza, o prova di lavoro, per mostrare che sarebbe capace di svolgere il lavoro necessario, senza spendere tutta l'energia richiesta.
Esempio: un gatto vorrebbe sedersi sul proprio lettino preferito, ma lo trova occupato da un altro felino. Per spostarlo probabilmente proverà a soffiargli o dargli una zampata. L'effetto finale è quello di spostare l'altro gatto di qualche metro, ma l'energia spesa è di gran lunga inferiore al lavoro necessario per spingere fisicamente l'antagonista.
Esempio: un cane rosicchia un osso, qualcuno si avvicina per toccarlo, il cane reagisce abbaiando, ringhiando o mostrando i denti. Anche in questi casi l’energia spesa è inferiore a quella necessaria per allontanare l'intruso mediante applicazione di energia cinetica (aggressione fisica).
Esempio: quando due colonie di formiche2 si trovano a transitare vicine, tal volta le formiche soldato si schierano le une davanti alle altre, creando un cordone di sicurezza che permette alle operaie di procedere senza pericolo. Anche in questo caso il lavoro speso per schierare i soldati è inferiore al costo energetico di una battaglia.
Gli esempi appena visti mostrano come, se possibile, la natura preferisce risolvere dispute, difendere le risorse e stabilire gerarchie mediante una prova di lavoro, anziché investire l'energia richiesta. Ciò avviene anche a livello microscopico: le cellule catturano le risorse espandendo opportunamente la membrana plasmatica (endocitosi), spendendo così meno energia di quella necessaria per spostare le risorse all'interno della cellula stessa.
A prima vista ogni prova di lavoro potrebbe sembrare energia sprecata, poiché essa è apparentemente inutile: perché usare i muscoli solo per ringhiare, quando potresti mordere davvero l'avversario? Non sarebbe meglio spendere energia per fare qualcosa di concreto?
- Sì, potrei. Ma con la prova di lavoro ottengo lo stesso risultato, e risparmio
Facciamo un passo indietro. In ambito scientifico, quando si verifica una teoria, non è serio svolgere esperimenti nei contesti che ci sono familiari. Una verifica sperimentale dovrebbe prevedere fenomeni mai osservati prima, o almeno azzardare previsioni. Bene, proviamoci.
La nostra tesi è che tutti i sistemi complessi tendono verso la prova di lavoro per selezione naturale, siano essi cellule, formiche, animali o esseri umani. Proviamo a testare la tesi in un nuovo contesto: quello del mondo digitale. I recenti sviluppi dei motori di ricerca, gli agenti di intelligenza artificiale, la domotica, i chatbot, la IoT e le simulazioni evolutive suggeriscono che possiamo pensare ai software come forme di vita primordiale. Creature fatte di silicio anziché carbonio, digitalizzate anziché quantizzate, ma in qualche modo vive. E' un'ipotesi tirata per i capelli? Un contesto troppo diverso dalla biologia? Ottimo! Quale campo migliore per testare la nostra tesi?
L'informatica pullula di strane bestie: virus, trojan, antivirus, worm, pishing e spam. Creature che consumano energia elettrica anziché biologica. Quando un truffatore inizia una manovra di pishing, utilizza una lista di bersagli papabili: migliaia di contatti ottenuti grazie a promozioni pubblicitarie, offerte, sconti, inesperienza degli utenti, fughe di dati dai database centralizzati. Anche il software che l'hacker usa per colpire le vittime è una forma di vita, un mulo da soma cibernetico, capace solo di spammare. Al criminale infatti non interessa che tutte le vittime abbocchino all'esca. Manda centomila email a casaccio e, anche nella trappola se cade una persona su mille, lui porta a casa cento vittime. Per raggiungere questo obiettivo gli servono almeno due cose: una lista di indirizzi e un'applicazione capace di inviare migliaia di email al secondo.
E’ per questo motivo nel 1993 Cynthia Dwork e Moni Naor hanno tirato fuori dal cilindro un protocollo chiamato Proof of Work, ovvero Prova di Lavoro. Questo protocollo richiede al mittente di svolgere un calcolo matematico apparentemente “inutile” ogni volta che si spedisce una mail. Questo processo “inutile” richiede una piccola quantità di energia, che sembra “inutile” proprio come il soffiare del gatto, il ringhiare del cane o lo schieramento delle formiche.
Eppure, dal punto di vista dell'hacker che invia migliaia di mail al secondo, la presenza di un filtro Proof of Work rende l'attacco troppo costoso, ovvero non conveniente. Al contrario, per l'utente onesto che invia poche mail al minuto, mezzo secondo di attesa e un milliwatt extra non sono nemmeno percepiti. In sintesi la Proof of Work è un sistema in grado di rendere svantaggioso un attacco informatico dal punto di vista energetico, anziché etico o legale. Un criminale può corrompere un giudice o un poliziotto, ma non potrà mai corrompere le leggi della termodinamica: la prova di lavoro è più sicura di qualsiasi legge o morale3.
Ma spingiamoci oltre. Se invece del web, che in qualche modo è “reale”, esaminiamo i videogiochi, le cose cambiano. Consideriamo ad esempio i videogames del genere XXXX (eXplore, eXpand, eXploit, eXterminate), dove vige una sorta di economia primordiale. Infatti le risorse catturate dai giocatori sono usate per costruire nuove strutture, rendendoli più potenti e quindi capaci di accaparrarsi via via più risorse. In questo contesto i giocatori non risparmiano energie, bensì attaccano l'avversario impiegando quasi sempre l'intera potenza a disposizione. Questo comportamento conferma la nostra tesi, perché i personaggi di un videogioco non si evolvono per selezione naturale in un ambiente competitivo, come fanno virus, antivirus e filtri antispam, né consumano energia in base al lavoro svolto. Le creature dei videogiochi vivono in un ambiente virtuale, slegato dal mondo fisico; ma anche fiduciario, dove tutti rispettano le regole, per cui essere efficienti non è un tratto selettivo4. Ciò suggerisce che la prova di lavoro emerga spontaneamente solo tra entità che hanno un qualche legame col mondo fisico, sia esso biologico, elettronico o digitale.
La vita, quella vera, deve fare i conti con il bilancio energetico. Analogamente, nel contesto digitale dell'informatica, vivono bestie che devono spendere energia per attaccare il prossimo. Creature digitali ma non virtuali, perché le loro azioni costano energia. E' perciò naturale che gli informatici abbiamo inventato la prova di lavoro per difendersi dai predatori. A parità di risultato, la prova di lavoro è il modo più efficiente di risolvere le dispute.
Conclusioni
L'analisi delle dinamiche del potere, ispirata dai meccanismi osservati in natura e nei contesti digitali, suggerisce che la prova di lavoro emerge come una strategia efficace per risolvere dispute e proteggere risorse. Tale prova di lavoro si manifesta come un apparente spreco di energia, ma si rivela essere un’ottima strategia difensiva. In altre parole: se una gerarchia sociale consuma meno energia della prova di lavoro, allora è probabilmente meno sicura, meno efficiente o meno efficace. Lo suggerisce la natura, lo dimostra l'informatica, lo conferma l'economia.
In una società che dipende sempre più dal mondo digitale, possiamo solo immaginare il futuro delle dinamiche di potere. La prova di lavoro potrebbe rappresentare la punta dell'iceberg, un assaggio dei meccanismi ancora inesplorati che plasmeranno la distribuzione del potere nell'era digitale. Il primo passo verso un futuro dove politica, economia e denaro si affrancheranno dai fronzoli artificiosi del pensiero astratto e torneranno ad abbracciare l’unica entità fondamentale dell’universo: l’energia.
Per chi volesse approfondire consigliamo la lettura di “States and Markets” di Susan Strange
Per la precisione il fenomeno riguarda le termiti della famiglia delle Nasutitermitinae
L’efficacia della Proof of Work (PoW) come filtro anti-spam è stata verificata, ma tale sistema non ha mai preso piede sul mercato. Esistono metodi alternativi, come l'analisi euristica e le “blacklist”, che risultano più efficienti quando si deve solo contrastare lo spam. Ciò non contraddice la nostra tesi, perché l'efficacia della PoW come sistema di sicurezza è stata ulteriormente confermata dall’adozione nell'ambito delle criptovalute
Precisiamo questo aspetto: un server di posta, per gestire dieci volte il suo carico di lavoro, deve giocoforza consumare più elettricità. Forse non dieci volte tanto, ma certamente più di quanto è scarico, perché il server spende energia in modo proporzionale al lavoro svolto. Al contrario, il personaggio di un videogioco può aumentare di dieci volte i suoi danni (DPS) senza dover consumare più energia. I “punti danno” dei videogiochi sono virtuali rispetto al lavoro svolto da un server di posta, perché dipendono solo dai parametri del gioco e non dall’energia richiesta dal server