Riepilogo
Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS) sono i due meccanismi di consenso più comuni e le principali criptovalute li utilizzano per garantire la propria sicurezza di rete.
Bitcoin utilizza la prova di lavoro per verificare le transazioni e garantire la sicurezza della rete. Inoltre, la prova del lavoro può prevenire problemi di doppia spesa. La sicurezza della blockchain è vigilata da partecipanti chiamati "minatori" che competono tra loro utilizzando la potenza di calcolo per ottenere il diritto di confermare nuovi blocchi e aggiornare la blockchain. I minatori di successo vengono ricompensati con Bitcoin dalla rete. A partire da dicembre 2021, i miner riceveranno una ricompensa per blocco di 6,25 Bitcoin per ogni blocco Bitcoin estratto con successo, più commissioni di transazione.
La differenza principale tra proof of work e proof of stake è il modo in cui vengono selezionati i validatori delle transazioni in blocchi. Proof of Stake è l'alternativa più popolare a Proof of Work ed è un meccanismo di consenso che mira a migliorare i limiti di Proof of Work, come la scalabilità e il consumo energetico. I partecipanti alla Proof of Stake sono chiamati "validatori" e non hanno bisogno di utilizzare potenti apparecchiature hardware per competere per l'opportunità di verificare i blocchi, ma devono solo puntare (bloccare) la criptovaluta nativa della blockchain. La rete seleziona quindi il vincitore in base alla quantità di criptovaluta puntata e trattiene una certa percentuale delle commissioni di transazione dai blocchi che verifica come ricompensa per il vincitore. Più token metti in gioco, più possibilità hai di diventare un validatore.
Introduzione
Per garantire l'autenticità dei record nella blockchain. È efficace e, tra questi, il meccanismo Proof of Work (PoW) è quello che è apparso per primo. Questo meccanismo è stato creato da Satoshi Nakamoto ed è ampiamente considerato una delle alternative più sicure. Successivamente è stata introdotta la Proof of Stake (PoS), che ora è particolarmente diffusa tra i progetti altcoin.
Oltre che in Bitcoin, la Proof of Work è utilizzata anche nelle principali criptovalute, come Ethereum (ETH) e Litecoin (LTC). Al contrario, la Proof of Stake viene utilizzata per Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) e altre altcoin. Vale la pena notare che Ethereum passerà dalla proof-of-work alla proof-of-stake nel 2022.
Cos'è la Proof of Work (PoW) e come funziona?
La Proof of Work (PoW) è un algoritmo di consenso utilizzato dalla rete Bitcoin e da molte altre criptovalute per impedire la doppia spesa. Satoshi Nakamoto propose questo concetto nel white paper di Bitcoin pubblicato nel 2008.
La Proof of Work determina essenzialmente il modo in cui la blockchain di Bitcoin raggiunge il consenso distribuito. Verifica le transazioni peer-to-peer in modo affidabile, senza l'intervento di un intermediario terzo.
In una rete proof-of-work come Bitcoin, le transazioni vengono verificate dai minatori. Sono partecipanti alla rete e utilizzano molte risorse per garantire il continuo funzionamento sicuro e normale della rete. I minatori sono anche responsabili di attività quali la creazione e la verifica delle transazioni in blocchi. Per guadagnarsi il diritto di verificare il blocco successivo, i minatori utilizzano hardware di mining altamente specializzati per risolvere complessi enigmi matematici.
Il primo minatore che risolve con successo questi problemi matematici si aggiudica il diritto di aggiungere un blocco alla blockchain e guadagna la cosiddetta ricompensa del blocco. La ricompensa in blocco è composta da criptovaluta appena generata e commissioni di transazione. La quantità di criptovaluta ricompensata in un blocco varierà a seconda della situazione della rete. Ad esempio, se un minatore riesce a estrarre con successo un blocco dalla blockchain di Bitcoin, riceverà una ricompensa di 6,25 bitcoin più le commissioni di transazione per ciascun blocco (a dicembre 2021). Tuttavia, a causa del meccanismo di dimezzamento, il numero di nuovi bitcoin generati per blocco diminuirà del 50% ogni 210.000 blocchi (circa quattro anni).
Per maggiori informazioni sul modello Proof of Work, leggere (Che cos'è la Proof of Work (PoW)?).
Cos'è la Proof of Stake (PoS) e come funziona?
Proof of Stake (PoS) è un algoritmo di consenso introdotto nel 2011. È un'alternativa a Proof of Work e mira ad affrontare le limitazioni di Proof of Work in termini di scalabilità. Proof of Stake è il secondo algoritmo più diffuso, utilizzato da criptovalute come Binance Coin (BNB), Solana (SOL) e Cardano (ADA).
Sebbene la proof of work e la proof of stake abbiano lo stesso obiettivo, ovvero raggiungere un consenso nella blockchain, la proof of stake utilizza metodi diversi per determinare i validatori delle transazioni a blocchi. Non ci sono minatori in una blockchain Proof of Stake. I validatori Proof-of-Stake competono per il diritto di convalidare i blocchi in base al loro patrimonio personale di criptovaluta, anziché basarsi sulle prestazioni del computer.
I partecipanti possono ottenere diritti di verifica dei blocchi bloccando un certo numero di token in uno specifico contratto intelligente della blockchain. Questo processo è chiamato "picchettamento". Il protocollo proof-of-stake assegnerà quindi dei validatori per verificare il blocco successivo. A seconda della rete, il processo di selezione sarà casuale o determinato dalle partecipazioni (importo della puntata). I validatori eletti vengono ricompensati con commissioni di transazione sui blocchi che convalidano. In generale, più token punti, più probabilità hai di essere selezionato come validatore.
Per maggiori dettagli, leggere (Spiegazione della Proof of Stake (PoS)).
La differenza tra Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS)
Sebbene entrambi siano meccanismi di consenso per garantire la sicurezza delle reti blockchain, esistono alcune differenze tra i due. Ovviamente, la differenza principale tra Proof of Work e Proof of Stake è il modo in cui i nuovi partecipanti alle transazioni vengono selezionati per essere verificati. Per chiarire meglio, diamo un'occhiata alla seguente tabella:
La Proof of Stake è migliore della Proof of Work?
I sostenitori della proof-of-stake sostengono che la proof-of-stake presenta dei vantaggi rispetto alla proof-of-work, soprattutto in termini di scalabilità e velocità delle transazioni. Alcuni sostengono che i token proof-of-stake siano meno dannosi per l'ambiente rispetto ai token proof-of-work. Al contrario, molti sostenitori della proof-of-work ritengono che la proof-of-stake sia una tecnologia relativamente nuova, il cui potenziale per la sicurezza delle reti è ancora incerto. La rete proof-of-work richiede molte risorse, come hardware per il mining ed elettricità, il che aumenta il costo dell'attacco. Ciò è particolarmente vero per Bitcoin, la più grande blockchain proof-of-work.
Come accennato in precedenza, Ethereum (ETH) passerà dalla Proof of Work alla Proof of Stake quando passerà alla versione Ethereum 2.0. Ethereum 2.0 è l'attesissimo aggiornamento della rete Ethereum, progettato per migliorare le prestazioni della rete e risolvere i problemi di scalabilità. Dopo che Ethereum avrà implementato la proof of stake, tutti gli utenti che detengono 32 Ether potranno partecipare allo staking per diventare validatori e ottenere ricompense.
La Proof of Stake è migliore della Proof of Work? Qual è il motivo per cui la seconda criptovaluta per capitalizzazione di mercato adotta questo nuovo meccanismo di consenso?
Rischio di centralizzazione
Per effettuare il mining in una blockchain proof-of-work è necessario utilizzare la potenza di calcolo per raffinare ripetutamente i dati dei blocchi finché non si trova una soluzione valida. Trovare una soluzione per le attuali criptovalute più diffuse sta diventando sempre più difficile. L'estenuante processo di calcolo dei valori hash richiede hardware ed elettricità costosi.
Per questo motivo, alcuni minatori preferiscono concentrare le proprie risorse di mining in pool di mining per aumentare le possibilità di ottenere ricompense in blocchi. Alcuni grandi pool di mining investono milioni di dollari e gestiscono migliaia di hardware di mining basati su circuiti integrati specifici per applicazione (ASIC) per generare la massima potenza di hash possibile.
A dicembre 2021, i primi 4 mining pool controllavano quasi il 50% dell'hash power totale di Bitcoin. A causa del monopolio dei mining pool, è estremamente difficile per gli appassionati di criptovalute estrarre blocchi in autonomia.
Quanto è decentralizzato il mining? Da un lato, nessuna singola entità ha il controllo completo sulle conferme di rete. Se ciò accadesse, potrebbe verificarsi un attacco del 51% e la rete perderebbe valore. Alcuni sostengono che, sebbene il mining sia ancora decentralizzato, non lo è più così tanto. In un certo senso, le attrezzature per il mining e i produttori di energia continuano a controllare la linfa vitale del mining, riducendo la decentralizzazione complessiva della blockchain proof-of-work.
Il meccanismo di consenso Proof of Stake adotta un approccio diverso, sostituendo la capacità di mining con lo staking. Questo meccanismo ridurrebbe la barriera d'ingresso per gli individui che vogliono confermare le transazioni, riducendo la dipendenza dalla posizione, dal dispositivo e da altri fattori. Lo staking è determinato semplicemente dal numero di token posseduti.
Tuttavia, la maggior parte delle reti Proof-of-Stake richiede l'esecuzione di nodi di convalida per iniziare a confermare le transazioni. Questa soluzione potrebbe essere costosa da gestire, ma non è costosa quanto gestire alcune macchine per il mining. Gli utenti delegano e puntano i propri token a validatori specifici, formando un modello simile a un mining pool. Pertanto, sebbene per gli utenti comuni sia più facile partecipare alla proof of stake, questa soluzione è comunque soggetta a problemi di centralizzazione, come nel caso dei mining pool.
Rischi per la sicurezza
Oltre al rischio di centralizzazione, i primi quattro mining pool controllano la maggior parte della potenza di hash della rete Bitcoin, il che aumenta il rischio di un attacco del 51%. Un attacco del 51% si verifica quando un individuo o un'organizzazione malintenzionata controlla più del 50% della potenza di hash totale dell'intera rete e può lanciare un attacco alla sicurezza del sistema blockchain. L'aggressore avrà il controllo completo sull'algoritmo di consenso della blockchain ed eseguirà azioni dannose per ottenere un guadagno personale, come ad esempio causare problemi di doppia spesa, rifiutare o modificare i record delle transazioni o impedire ad altri di effettuare attività di mining. Tuttavia, date le dimensioni della rete Bitcoin, la probabilità che si verifichi un attacco del genere è estremamente bassa.
Al contrario, se qualcuno volesse attaccare una blockchain proof-of-stake, dovrebbe possedere più del 50% dei token nella rete. Ciò aumenterebbe la domanda di mercato e i prezzi dei token e costerebbe decine di miliardi di dollari. Anche se un attacco del 51% venisse portato a termine con successo, il valore dei token puntati dall'attaccante diminuirebbe drasticamente a causa della distruzione della rete. Pertanto, è improbabile che le criptovalute che utilizzano il consenso proof-of-stake, soprattutto se hanno un'elevata capitalizzazione di mercato, vengano attaccate al 51%.
Svantaggi della Proof of Stake
Molte persone credono che la proof of stake sia un'alternativa ottimale alla proof of work, ma vale la pena notare che anche l'algoritmo della proof of stake presenta dei difetti. In base al meccanismo di distribuzione delle ricompense, più asset un validatore punta, più è probabile che abbia l'opportunità di verificare il blocco successivo. Più token accumula un validatore, più token può puntare e guadagnare, portando molti ad accusare il sistema di "ricchi che diventano sempre più ricchi". Poiché le blockchain proof-of-stake delegano solitamente la governance ai validatori, questi validatori “più ricchi” influenzano anche il potere di voto della rete.
Un'altra preoccupazione è che le criptovalute più piccole che adottano la proof-of-stake andrebbero incontro a rischi per la sicurezza. Come accennato in precedenza, le criptovalute più diffuse, come Ethereum o Binance Coin, sono quasi immuni agli attacchi del 51%. Tuttavia, le risorse digitali più piccole e di valore inferiore sono più vulnerabili agli attacchi. Un aggressore che acquisisce un numero sufficiente di token può ottenere un vantaggio sugli altri validatori. Finché vengono selezionati frequentemente come validatori, possono trarre vantaggio dal sistema proof-of-stake. Quindi puntano nuovamente le ricompense vinte per aumentare le loro possibilità di essere selezionati nel round successivo.
Riassumere
Sia la Proof of Work che la Proof of Stake hanno il loro posto nell'ecosistema delle criptovalute ed è difficile giudicare quale protocollo di consenso sia più efficace. Sebbene la proof of work sia stata criticata per le elevate emissioni di carbonio durante il processo di mining, è comunque riconosciuta come un algoritmo sicuro per la protezione delle reti blockchain. Tuttavia, poiché Ethereum passa dalla proof-of-work alla proof-of-stake, in futuro il sistema proof-of-stake guadagnerà terreno con sempre più nuovi progetti.