I curiosi che stanno seguendo le rivoluzioni tecnologiche, la meccanica quantistica e le criptovalute si saranno scontrati con il concetto di ternario a differenza del classico binario o esadecimale, diciamo più conosciuti nell’informatica.

Il sistema ternario

Il sistema numerico ternario è un sistema numerico posizionale in base 3, cioè che utilizza 3 simboli, tipicamente 0 e 1 e 2, invece dei 10 del sistema numerico decimale tradizionale, oppure 1 e 0 per il sistema binario.

La fisica ed il sistema ternario

Per la prima volta, i fisici hanno dimostrato sperimentalmente correlazioni ternarie piuttosto che binarie tra oggetti entangled.
I fisici, Xiao-Min Hu e coautori provenienti da Cina, Germania, Spagna ed Ungheria, hanno pubblicato un documento sulle correlazioni più forti del binario in un recente numero di Physical Review Letters.
ternario meglio di binario

Vedi questo articolo su phys.org del 21 maggio 2018.

Il sistema ternario e la sicurezza informatica

L’Air Force Research Labs e la Northern Arizona University si sono posti una domanda:

Can Ternary Computing Improve Information Assurance?
Il calcolo ternario può migliorare la sicurezza delle informazioni?

Nel loro paper la risposta sembra essere molto chiara (tradotto liberamente):

Il ternario, l’ambiente crittografico presentato in questo documento può offrire le seguenti protezioni:

  • Malware, virus e worm non influenzano l’unità ternaria a meno che il malware non venga convertito alla logica ternaria nativa. Il set di istruzioni ternarie cambiano continuamente su ogni macchina sulla base di scambi di chiavi pubbliche, questo rende le conversioni tra binario e ternario non proprio banali
  • Le violazioni nel controllo degli accessi saranno ridotte con il PKD (Distribuzione delle C(K)iavi Pubbliche) ternario proposto qui con lo scambio una tantum (one-time) delle coppie di chiavi pubbliche/private che riduce al minimo l’impatto di una potenziale perdita delle chiavi. È suggerito l’impiego di autenticazione a più fattori con accoppiamento e password di soggetto-oggetto
  • I problemi di intercettazione saranno notevolmente ridotti perché tutti gli aspetti dell’architettura ternaria può cambiare costantemente le chiavi, l’insieme di istruzioni ternarie ed i messaggi di autenticazione

I prossimi passi verso una piena attuazione di questa visione includono lo sviluppo di una soluzione basata su FPGA per un processore a unità funzionali multiple, seguito dallo sviluppo di un circuito integrato specifico per le applicazioni (ASIC) derivato da progetti di microcontrollori sicuri esistenti. Da una prospettiva software, lo scambio di chiavi pubbliche qui descritto deve essere codificato in logica ternaria nativa con controllo di accesso e un protocollo di crittografia.

Il sistema ternario è davvero così lontano?

A proposito di una soluzione FPGA, Thomas Pototschnig ha pubblicato un Proof-of-Concept di acceleratore hardware per le transazioni sul Tangle che raggiunge 14.6MH/s di Proof-of-Work per la rete IOTA utilizzando un Raspberry Pi ed un’Altera DE1.
Il Raspberry PI non è proprio un supercomputer, ma un hardware con un costo medio di €35,00 e l’Altera costa $150,00, definibili sicuramente come dei dispositivi alla portata di molti:

IOTA PoW Hardware Accelerator FPGA for Raspberry Pi (und USB)
PoC by Thomas Pototschnig
PoC by Thomas Pototschnig

Senza dimenticarci di Roman Semko @romansemko che attraverso lo sviluppo di CarrIOTA Hercules ed un Raspberry Pi 3 è riuscito a confermare 70 transazioni al secondo.

Il sistema ternario ed il Tangle

Per IOTA si parla di ternario bilanciato con i simboli +1 0 e -1 e qui una validissima citazione di David Sønstebø sulla scelta del sistema numerico ternario:

Hey, this is David Sønstebø posting,

Even though the whole founding team of IOTA has been in Blockchain since 2011 and 2012, it was actually the ternary processor project started in 2014 that gave rise to IOTA. As we contemplated large scale Internet of Things deployments like Fog/Mist computation we knew from our experience in blockchain engineering that this rigid sequential chain of blocks architecture simply cannot scale or accommodate these environments. So due to the sheer coincidence that we had the expertise available we set out to solve this by reinventing the distributed ledger from scratch to enable our grander vision of a functioning IoT, thus IOTA was born.

Why ternary? As ‘PuddingwithRum’ has already provided a link to, ternary is the optimal radix, actually Base E (2.71….) is, but you can’t make processors like that. So it comes down to Base Binary (2) vs Base Ternary (3). 3 is closer to the universal optimum 2.71 than is 2. That is the absolute most simple elevator pitch for ternary.

There are plenty of great articles on this, if you find computer science fascinating. The one already posted is a good high level historic overview. For a more math intensive one you can check out this article Or if you are really into computer science you should check out this video, it goes from fundamentals of logic to hardware and software engineering in a binary vs ternary context. To be sure, we use balanced ternary +1 0 -1 or as we prefer + 0 –

The benefits of ternary go beyond mere computational performance in a parochial 1:1 comparison versus binary. Another area where ternary shines is Artificial Neural Networks, Artifical Neurons and Artificial Intelligence Logic. In fact this is actually how our brain also computes Other areas where ternary shines is in graphical processing, cryptography and search, among other things.

A last point I want to raise regarding ternary is that it almost inevitably is the future of computing. Spintronics got 3 values natively: Spin Up, Down and No Spin. Same goes for Photonics/Optical Computing; use the two orthogonal polarizations of light to represent + and – and lack of light/darkness as 0.

To clarify we are not doing ternary for the sake of doing ternary/something exotic. Ternary is simply the superior technological solution. Nor are we attempting to replace the cemented legacy of Intel and AMD in the desktop realm or ARM, Synopsys etc. in the current mobile market. Our processors are a new kind of processing unit for the new realm of computation in new fields such as IoT, AI, Massively Distributed Computing etc.

I’ll end with a quote:

Perhaps the prettiest number system of all, is the balanced ternary notation.

Donald E. Knuth in The Art of Computer Programming

Il mondo del binario ci accompagnerà ancora per molti anni, ma il ternario sta avanzando in fretta e per chi valuta la sicurezza dei dati e la trasmissione in una rete distribuita ci sono attualmente poche reali situazioni, se non quelle citate in questo articolo.

Nella mia modesta opinione nel frattempo ricordo che ogni soluzione che sia blockchain o tangle ha uno suo scopo ed un campo di applicazione, ma per quanto riguarda la situazione attuale, punto sull’evoluzione della blockchain di nome #IOTA e sulla tecnologia definita #Tangle.

I motivi che mi spingono ad affermare ciò sono i seguenti esempi di utilizzo, suppur sperimentali, ma realizzati da aziende del calibro di Bosch e Fujitsu, che utilizzano il Tangle:

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