Che cos'è il Proof-Of-Stake (PoS)? In cosa si differenzia dal Proof-of-Work (PoW)?
Il Proof-of-Stake (PoS) è un protocollo di consenso che blocca le criptovalute per proteggere una rete. È meno dispendioso dal punto di vista energetico rispetto al meccanismo di Proof-of-Work inventato da Bitcoin. Non è tutto: in questo articolo scoprirai come funziona il Proof-of-Stake.
Introduzione al Proof-of-Stake (PoS)
Il Proof-of-Stake è un meccanismo di consenso che protegge una rete blockchain. Assicura che solo le transazioni legittime vengano aggiunte alla blockchain. Funziona attraverso i validatori che bloccano le loro criptovalute per proteggere la rete. Il mining, ossia l'estrazione, di criptovalute è un'attività che consuma molta energia, ma ci sono nuove soluzioni che vengono inventate per venire incontro alla salvaguardia del pianeta. La comunità di Ethereum vuole cambiare il modo in cui vengono create le criptovalute per ridurre drasticamente l'impronta di carbonio della sua blockchain. Il metodo su cui stanno lavorando si chiama "Proof-of-Stake" (abbreviato "PoS").
Il Proof-of-Stake (PoS) e il Proof-of-Work (PoW) sono entrambi esempi di meccanismi di consenso. Il Proof-of-Stake è un'alternativa al Proof-of-Work che Bitcoin ed Ethereum utilizzano attualmente.
Meccanismi di consenso
Le blockchain pubbliche, al loro livello più elementare, sono solo database. La maggior parte dei database dà il permesso agli amministratori di sapere chi può accedere ai database e chi può modificarli. Questo controllo centralizzato è molto comodo, ma li rende particolarmente vulnerabili agli hacker. Le blockchain, invece, rendono ogni utente responsabile dell'aggiornamento dei dati. Per questo motivo le blockchain utilizzano meccanismi di consenso, chiamati anche algoritmi di consenso. I meccanismi di consenso garantiscono il corretto funzionamento della rete, assicurando che solo le transazioni legittime vengano aggiunte ai blocchi. I nodi eseguono questa verifica insieme. Un nodo è un computer che esegue il software di una determinata blockchain. In questo modo, protegge il sistema dagli attacchi e in particolare dal famoso attacco del 51%, ovvero la possibilità che qualcuno ottenga più della metà della potenza di calcolo totale di una rete distribuita per controllare la rete a proprio piacimento.
Proof-of-Work
Per prevenire il problema della doppia spesa, ossia di attacchi e altri contrattempi che permetterebbero di spendere i fondi due volte, Bitcoin utilizza un algoritmo di consenso "Proof-of-Work".
Ecco un articolo dettagliato che spiega come funziona in sostanza il Proof-Of-Work.
Questo sistema richiede ai miner, coloro che estraggono le criptovalute, di utilizzare hardware ed energia elettrica per aiutare la rete a elaborare le transazioni. Con il Proof-of-Work, i miner, o più precisamente i loro computer, cercano di risolvere enigmi estremamente difficili così da essere i primi a completare un blocco di transazioni. Il loro lavoro verifica la legittimità delle transazioni e conserva uno storico affidabile all'interno del libro mastro distribuito che è la blockchain. Come compenso ricevono criptovalute e, nel caso della rete Bitcoin, bitcoin.
Il Proof-of-Work è stato integrato nell’idea stessa di Bitcoin e replicato da altre criptovalute, tra cui Ethereum. Ma uno dei limiti di questo sistema è che richiede molta energia elettrica e hardware (soprattutto macchine) per garantire le transazioni. Sapevi che secondo alcuni ricercatori, la rete Bitcoin da sola consuma attualmente più elettricità all'anno dell'intero consumo di Paesi come l'Argentina o la Polonia? Si tratta di molta energia ed è per questo che protocolli come Ethereum hanno lavorato per progettare consensi più efficienti dal punto di vista energetico.
Proof-of-Stake di Ethereum 2.0
Gli sviluppatori di Ethereum stanno realizzando un insieme di aggiornamenti chiamato Ethereum 2.0, che funzionerà con il consenso Proof-of-Stake e alla fine si fonderà con la rete principale di Ethereum.
Il Proof-of-Stake su Ethereum 2.0 mira a raggiungere lo stesso risultato del Proof-of-Work. Il Proof-of-Stake verifica in modo sicuro le transazioni sulla blockchain, ma mentre i miner che utilizzano il Proof-of-Work utilizzano enormi risorse hardware, come elettricità e potenza di calcolo, per proteggere la rete, i validatori che utilizzano il Proof-of-Stake adoperano le loro criptovalute.
Con il Proof-of-Stake, i validatori che vogliono avere la possibilità di verificare le transazioni in un blocco e quindi raccogliere una ricompensa sotto forma di criptovalute, devono bloccare o mettere in "staking" almeno 32 ETH che non possono spendere. La blockchain utilizza queste criptovalute bloccate per proteggere la rete. Secondo l’Ethereum Foundation, il Proof-of-Stake presenta diversi vantaggi rispetto al Proof-of-Work.
Proof-of-Work e Proof-of-Stake
Per ottenere ricompense in criptovaluta tramite il Proof-of-Stake non è necessario possedere la massima potenza di calcolo e quindi non serve avere un hardware superpotente. In questo modo, un maggior numero di persone possono partecipare alla gestione di un nodo Ethereum, il che consentirà un'ulteriore decentralizzazione e una maggiore resistenza agli attacchi, soprattutto a quelli del 51%.
Grazie a requisiti hardware meno esigenti, il Proof-of-Stake consuma molta meno energia del Proof-of-Work.
Svantaggi del Proof-of-Work (PoW):
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Richiede attrezzature molto potenti che sono possedute solo da una minoranza di aziende che favoriscono la centralizzazione (ad esempio Bitmain)
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Costi energetici elevati
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Costi di transazione elevati se la rete inizia a saturarsi
Svantaggi del Proof-of-Stake (PoS):
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Meno sicuro del proof-of-work
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I primi investitori hanno un grande vantaggio
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Scarso utilizzo di token
Come fa la rete a scegliere i validatori dei blocchi?
I validatori sono selezionati a caso dalla rete per proporre nuovi blocchi. Sono inoltre raggruppati casualmente in comitati di 128 nodi che cambiano ogni giorno. Ogni volta che un nuovo blocco di transazioni viene creato e aggiunto al database della blockchain, il meccanismo di consenso Proof-of-Stake seleziona diversi comitati per attestare la correttezza del blocco proposto. I validatori ricevono ricompense sia per la creazione di blocchi che per l'attestazione della creazione di altri blocchi.
Ai validatori che sono offline o non attestano correttamente viene assegnata una penalità chiamata "slashing". Se un validatore tenta di attaccare la rete, può perdere tutti i token messi in staking. L'algoritmo è progettato in modo tale che una persona possa perdere più denaro attaccando la rete, anche se il suo attacco avesse successo, invece di utilizzare le proprie risorse per renderla sicura. Secondo Consensys, c'è meno di una possibilità su un miliardo che un utente che controlla un terzo dei validatori della rete possa controllare due terzi dei validatori di un comitato per portare a termine un attacco.
I progetti più importanti che utilizzano il Proof-of-Stake (PoS)
Cardano: Cardano è un progetto di blockchain e criptovaluta pubblica decentralizzata ed è completamente open source. Cardano sta sviluppando una piattaforma di smart contract che mira a fornire funzionalità più avanzate rispetto a qualsiasi protocollo sviluppato in precedenza. Si tratta della prima piattaforma blockchain nata da una filosofia scientifica e da un approccio orientato alla ricerca. Il team di sviluppo è composto da un ampio gruppo di ingegneri e ricercatori esperti.
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Solana: Solana è un protocollo a catena singola che utilizza Proof-of-Stake e si concentra sulla scalabilità senza sacrificare la decentralizzazione o la sicurezza.
Il cuore della soluzione di scalabilità di Solana è un orologio decentralizzato chiamato Proof-of-History (PoH), costruito per risolvere il problema del tempo nelle reti distribuite dove non esiste un'unica fonte di tempo affidabile. Utilizzando Verifiable Delay Function, il PoH consente a ciascun nodo di generare in loco timestamp con calcoli SHA256, così da eliminare la necessità di trasmettere i timestamp attraverso la rete, migliorando l'efficienza complessiva della stessa.
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Polkadot: Lo sviluppo di Polkadot è ormai prossimo a fornire la piattaforma più robusta in termini di sicurezza, scalabilità e innovazione. Attualmente, Polkadot si trova nella fase di lancio della Governance e del Removing Sudo.
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Conclusione
Ethereum non è la prima criptovaluta a utilizzare il Proof-of-Stake. Algorand, Cardano, Cosmos, EOS, Polkadot e Tezos hanno tutti implementato una qualche versione di Proof-of-Stake. Per la cronaca, la rete Ethereum è attualmente nelle fasi iniziali di aggiornamento a Ethereum 2.0. Sebbene le persone abbiano messo in staking ETH sulla rete, questa non è ancora pronta per l'uso.
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