Cos'è il meccanismo di consenso: Proof of Stake vs Proof of Work

L'avvento di Bitcoin ha dato vita a un nuovo paradigma noto come blockchain, che ha il potenziale per fornire una vasta gamma di servizi senza la necessità di un'autorità centrale che regoli e garantisca la sicurezza e l'integrità del sistema. La sicurezza e la validità di ogni transazione sono garantite dal protocollo di consenso, componente essenziale di qualsiasi rete blockchain. Due dei meccanismi di consenso più noti nel mondo delle criptovalute sono la prova di lavoro (proof of work) e la prova di partecipazione (proof of stake).

Gli algoritmi di consenso sono necessari affinché le reti blockchain funzionino efficacemente, poiché verificano ogni singola transazione protetta. In questo articolo, analizzeremo i vari aspetti e le differenze tra Proof of Stake e Proof of Work. Ma iniziamo col capire cosa si intende per meccanismo di consenso.

Meccanismo di consenso

Alla base di qualsiasi criptovaluta c'è una rete di computer che garantisce la sicurezza e la validità di ogni transazione in una blockchain e contribuisce a raggiungere il necessario consenso tra operazioni distribuite o sistemi multi-agente, come le criptovalute, su un singolo valore di dati o un singolo stato di rete. Questa rete è nota come meccanismo di consenso.

Quando si parla di tecnologia blockchain e criptovalute, i due meccanismi di consenso più importanti sono:

• Prova del lavoro
• Prova di palo

E che funzione svolgono?

In parole semplici, entrambi regolano le modalità di convalida e registrazione delle transazioni tra utenti sul registro pubblico di una blockchain, senza l'intervento di terze parti.

Ora che sappiamo cos'è un meccanismo di consenso e come funziona, è il momento di approfondire i due meccanismi più importanti: la prova di partecipazione (proof of stake) e la prova di lavoro (proof of work).

Prova del lavoro

Negli anni '1990, il Proof of Work (PoW) è stato creato come metodo per combattere lo spam via e-mail.

Prova del lavoro Il Proof-of-Work (PoW) è una tecnica di consenso ampiamente utilizzata nelle reti di criptovalute come Bitcoin (BTC) e Litecoin (LTC). Richiede a un nodo partecipante di dimostrare che il lavoro svolto e inviato lo qualifica per aggiungere nuove transazioni alla blockchain. 

La rete richiede una grande potenza di calcolo, motivo per cui viene definita "proof of work" (prova di lavoro). Minatori virtuali di tutto il mondo competono per essere i primi a risolvere una sfida matematica al fine di proteggere e verificare le blockchain proof of work. Il vincitore riceve una somma fissa di criptovaluta in cambio dell'aggiornamento della blockchain con le transazioni confermate più recenti.

Vantaggi della prova di lavoro

La prova di lavoro offre numerosi vantaggi, soprattutto per una criptovaluta semplice ma estremamente preziosa come Bitcoin.

• Garantisce la sicurezza della blockchain decentralizzata.
• Il valore crescente delle criptovalute invoglia un numero sempre maggiore di minatori ad unirsi alla rete, il che a sua volta aumenta la potenza e la sicurezza del sistema.
• A causa dell'enorme potenza di calcolo necessaria, manomettere la blockchain di una criptovaluta di valore è impossibile per qualsiasi individuo o organizzazione.

Svantaggi della prova di lavoro

• Consuma molta energia.
• Una procedura che richiede molto tempo e che potrebbe avere difficoltà a gestire un numero elevato di transazioni.

Prova di palo

Il Proof of Stake (PoS) è stato sviluppato per superare l'eccessiva dipendenza del Proof of Work (PoW) dall'energia necessaria per l'ordinamento tramite blockchain.

Prova del gioco Il Proof of Stake (PoS) è una popolare tecnica di consenso nata come alternativa a basso costo e basso consumo energetico al Proof of Work (PoW). Ethereum 2.0, Algorand, Cardano, Tezos e altre criptovalute (di solito più recenti) si basano tutte sul Proof of Stake.

Ciò implica affidare la gestione del registro pubblico a un nodo partecipante in proporzione al numero di token di valuta virtuale posseduti. Tuttavia, questo ha lo svantaggio di incoraggiare l'accumulo anziché il consumo di criptovalute.

Vantaggi del Proof of Stake

• Un'alternativa a basso consumo energetico al meccanismo di prova di partecipazione
• Velocità di transazione elevata.
• Transazioni a basso costo.
• La partecipazione non richiede l'utilizzo di alcun software o hardware specifico.

Svantaggi del Proof of Stake

• Non è sicuro e affidabile quanto il PoW (Proof of Work).
• Alcune criptovalute PoS richiedono che i fondi in staking vengano mantenuti per un periodo di tempo specifico.

Prova di partecipazione vs. Prova di lavoro: un confronto

Comprendere le differenze tra proof of stake e proof of work potrebbe aiutarti a valutare meglio le criptovalute disponibili per il tuo portafoglio. 

Prova di lavoro vs. prova di partecipazione: ordine blockchain

La blockchain è un sistema costituito da serie di blocchi (gruppi di transazioni), tutti disposti in ordine cronologico in base all'ordine delle transazioni.

Il blocco genesi, o primo blocco della blockchain, è anche chiamato blocco 0. Si tratta del primo blocco in una blockchain PoW, è codificato direttamente nel programma e non è correlato ai blocchi precedenti. I blocchi successivi, caricati sulla blockchain in una blockchain PoW, fanno sempre riferimento ai blocchi precedenti e contengono una copia dell'intero registro aggiornato.

Una blockchain PoS, come una blockchain PoW, è un sistema costituito da una serie di blocchi disposti in ordine cronologico in base alle transazioni che contengono. Il processo di ordinamento della blockchain è simile per PoW e PoS, ma è importante notare che nelle criptovalute PoS nessuno compete per il diritto di contribuire con i blocchi. Di conseguenza, anziché essere minati, i blocchi vengono spesso definiti "forgiati" o "coniati".

Prova di lavoro vs. prova di partecipazione: consumo energetico

I miner PoW risolvono complesse equazioni matematiche (chiamate hashing) per ottenere il privilegio di produrre un nuovo blocco e aggiungerlo alla blockchain, generando un numero casuale, il nonce. Questo processo viene eseguito utilizzando dispositivi hardware ASIC specializzati ed è un'attività estremamente dispendiosa in termini di energia, poiché i miner ne necessitano centinaia di migliaia per aggiudicarsi ogni blocco.

Le blockchain di criptovalute PoS consumano molta meno energia rispetto alle blockchain PoW, risultando quindi più economiche da gestire. Tuttavia, per gli operatori di pool e i validatori, rimangono comunque redditizie, poiché il throughput delle transazioni è significativamente più elevato e, anche con un prezzo di transazione ridotto, chi gestisce la rete viene comunque adeguatamente remunerato. 

Prova di lavoro vs. prova di partecipazione: partecipanti

Un sistema PoW combina potenza di elaborazione e crittografia per stabilire un consenso e garantire la legalità delle transazioni registrate sulla blockchain.

Per produrre nuovi blocchi, i minatori competono per generare la risposta corretta a problemi matematici durante il processo di hashing. Lo fanno cercando di indovinare un hash, ovvero una stringa di numeri interi generati casualmente. Quando questo viene combinato con i dati del blocco ed elaborato da un computer che utilizza una funzione di hash, il risultato deve corrispondere ai criteri del protocollo.

In un sistema Proof-of-Stake (PoS), tutti gli utenti che possiedono un determinato token possono partecipare a un metodo di consenso. Chiunque può diventare un validatore o un creatore di blocchi in una rete con ostacoli ridotti.

Nelle reti PoS, i requisiti di ammissione per i pool di staking o i validatori prevedono che gli utenti detengano una certa quantità di token e li blocchino per un determinato periodo di tempo come garanzia. Quando i validatori utilizzano tattiche dannose come la doppia firma o attacchi coordinati alla rete, rischiano di perdere l'importo messo in staking.

Prova di lavoro vs. prova di partecipazione: ricompense

La ricompensa per blocco è una nuova moneta che la blockchain assegna a un miner per ogni blocco valido e approvato.

In alcune criptovalute, come ad esempio Bitcoin, la ricompensa per il mining di un blocco viene ridotta dopo che ne è stato scoperto un certo numero. Tuttavia, una volta raggiunto un determinato numero di blocchi, questo valore viene dimezzato ogni quattro anni in un processo noto come halving, documentato nel codice sorgente del protocollo Bitcoin.

Gli utenti che inviano un blocco valido alla blockchain vengono ricompensati nelle reti PoS. I pagamenti variano a seconda della blockchain. Alcune prevedono solo commissioni di transazione, mentre altre hanno un budget specifico e consistente per i primi due anni, fino a quando la rete non è consolidata e non ci sono abbastanza transazioni per coprire i costi del validatore.

Domanda bonus: il PoS sostituirà il PoW?

Il metodo Proof of Work (POW) è stato creato per colmare il vuoto lasciato dalla mancanza di un'autorità centrale. Con l'espansione del mercato Bitcoin, sono stati proposti diversi modelli di consenso per affrontare alcuni dei problemi del concetto originale. Alcuni sono stati creati come sostituti del POW, promettendo di non compromettere la sicurezza e l'integrità del sistema. Una delle alternative più note è stata il Proof of Stake (POS), che si proponeva di soddisfare le esigenze della comunità e al contempo di risolvere i problemi legati al POW.

Conclusione

Nel complesso, lo scontro tra proof of stake e proof of work sta lentamente diventando un argomento scottante, soprattutto con la transizione di Ethereum a Ethereum 2.0. 

Inizialmente, per distribuire denaro alla comunità all'interno di una blockchain, si potrebbe utilizzare il Proof of Work (Proof of Work), per poi passare al Proof of Stake (Proof of Stake) in un secondo momento. Tuttavia, in realtà, il Proof of Stake sembra destinato a diventare lo standard di fatto per la tecnologia blockchain, mentre il Proof of Work sta perdendo terreno come modello di consenso predefinito per ogni nuova blockchain.

Qualunque esso sia, l'obiettivo finale di una rete blockchain di successo dovrebbe essere quello di risolvere i cosiddetti problemi della blockchain in termini di sicurezza, decentralizzazione e scalabilità.

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Domande frequenti su Proof of Stake vs. Proof of Work