Punti chiave
La Proof of Stake è un popolare meccanismo di consenso alternativo alla Proof of Work. Invece di aver bisogno della potenza di calcolo per convalidare le transazioni, i validatori devono puntare le monete. Questo fatto riduce drasticamente il consumo energetico necessario. La Proof of Stake può anche migliorare la decentralizzazione, la sicurezza e la scalabilità.
Tuttavia, un attacco del 51% può essere relativamente facile da realizzare con blockchain a bassa capitalizzazione di mercato. Poiché la Proof of Stake è altamente versatile, presenta un’ampia gamma di varianti per diverse blockchain e casi d’uso.
introduzione
La Proof of Stake è di gran lunga la scelta più popolare per le reti blockchain oggi. Ma con così tante varianti, può essere difficile comprenderne i concetti fondamentali. Al giorno d'oggi, difficilmente lo vedrai nella sua forma originale. Tuttavia, tutti i tipi di Proof of Stake condividono gli stessi concetti chiave. Comprendere queste somiglianze ti aiuterà a fare scelte migliori riguardo alle blockchain che utilizzi e al loro funzionamento.
Cosa significa Proof of Stake?
L'algoritmo di consenso Proof of Stake è stato introdotto nel 2011 sul forum Bitcointalk. È stato proposto come soluzione ai problemi della Proof of Work. Sebbene entrambi condividano lo stesso obiettivo di raggiungere il consenso sulla blockchain, il processo che seguono è abbastanza diverso. Invece di dover fornire una prova computazionalmente impegnativa, i partecipanti dimostrano solo di aver puntato monete.
Come funziona la prova di partecipazione?
L'algoritmo Proof Of Stake utilizza un processo di elezione pseudo-casuale per selezionare i validatori da un gruppo di nodi. Il sistema utilizza una combinazione di fattori, tra cui l'età dello staking, un elemento di randomizzazione e la ricchezza del nodo.
Nei sistemi Proof of Stake, i blocchi vengono "forgiati" anziché estratti. Tuttavia, potresti ancora sentire il termine "estratto" usato occasionalmente. La maggior parte delle criptovalute Proof of Stake vengono lanciate con una fornitura di monete "pre-falsificate" per consentire ai nodi di avviarsi immediatamente.
Gli utenti che partecipano al processo di falsificazione devono bloccare una certa quantità di monete nella rete come puntata. La dimensione delle puntate determina le possibilità che un nodo venga selezionato come successivo validatore: maggiore è la puntata, maggiori sono le possibilità. Nel processo di selezione vengono aggiunti metodi unici per favorire non solo i nodi più ricchi della rete. I due metodi più comunemente utilizzati sono la selezione casuale dei blocchi e la selezione dell'età della moneta.
Selezione di blocchi randomizzati
Nel metodo Randomized Block Selection, i validatori vengono selezionati cercando i nodi con una combinazione del valore hash più basso e della puntata più alta. Poiché le dimensioni delle puntate sono pubbliche, il prossimo falsario può solitamente essere previsto da altri nodi.
Selezione dell'età delle monete
Il metodo Coin Age Selection sceglie i nodi in base alla durata dello staking dei loro token. L'età delle monete viene calcolata moltiplicando il numero di giorni in cui le monete sono state puntate per il numero di monete puntate.
Una volta che un nodo ha forgiato un blocco, la sua età della moneta viene ripristinata a zero e deve attendere un certo periodo per poter forgiare un altro blocco: ciò impedisce ai nodi di stake di grandi dimensioni di dominare la blockchain.
Convalida delle transazioni
Ogni criptovaluta che utilizza un algoritmo Proof of Stake ha il proprio insieme di regole e metodi combinati per quella che ritiene sia la migliore combinazione possibile per la rete e i suoi utenti.
Quando un nodo viene scelto per creare il blocco successivo, controllerà se le transazioni nel blocco sono valide. Quindi firma il blocco e lo aggiunge alla blockchain. Come ricompensa, il nodo riceve le commissioni di transazione dal blocco e, su alcune blockchain, una ricompensa in monete.
Se un nodo vuole smettere di essere un falsario, la sua puntata e i premi guadagnati verranno rilasciati dopo un certo periodo, dando alla rete il tempo di verificare che non ci siano blocchi fraudolenti aggiunti alla blockchain dal nodo.
Quali blockchain utilizzano la Proof of Stake?
La maggior parte delle blockchain post-Ethereum utilizzano meccanismi di consenso Proof of Stake. In genere, ognuno viene modificato per soddisfare le esigenze della rete. Tratteremo queste variazioni più avanti nell'articolo. La stessa Ethereum è attualmente in fase di passaggio alla Proof of Stake con Ethereum 2.0.
Le reti Blockchain che utilizzano la Proof of Stake o una sua forma includono:
1. Catena BNB
2. Catena intelligente BNB
3. Solana
4. Valanga
5. Pois
Vantaggi della Proof of Stake
La Proof of Stake presenta molti chiari vantaggi rispetto alla Proof of Work. Per questo motivo le nuove blockchain utilizzano quasi sempre la Proof of Stake. I suoi vantaggi includono:
Adattabilità
Man mano che le esigenze degli utenti e le blockchain cambiano, può cambiare anche la Proof of Stake. È evidente questo con il vasto numero di adattamenti disponibili. Il meccanismo è versatile e può facilmente adattarsi alla maggior parte dei casi d’uso della blockchain.
Decentramento
Un numero maggiore di utenti è incoraggiato a eseguire i nodi poiché è più conveniente. Questo incentivo e il processo di randomizzazione rendono anche la rete più decentralizzata. Sebbene esistano pool di staking, esiste una possibilità molto più elevata per un individuo di creare con successo un blocco sotto Proof of Stake. Nel complesso, ciò riduce la necessità di staking pool.
Efficienza energetica
La Proof of Stake è incredibilmente efficiente dal punto di vista energetico rispetto alla Proof of Work. Il costo della partecipazione dipende dal costo economico della puntata delle monete piuttosto che dal costo computazionale della risoluzione degli enigmi. Questo meccanismo porta ad una significativa riduzione dell’energia necessaria per far funzionare il meccanismo di consenso.
Scalabilità
Poiché la Proof of Stake non si basa su macchine fisiche per generare consenso, è più scalabile. Non c’è bisogno di grandi aziende minerarie o di approvvigionamento di grandi risorse energetiche. Aggiungere più validatori alla rete è più economico, più semplice e più accessibile.
Sicurezza
Lo staking funziona come motivazione finanziaria per il validatore a non elaborare transazioni fraudolente. Se la rete rileva una transazione fraudolenta, il validatore perderà una parte della sua quota e il suo diritto a partecipare in futuro. Pertanto, finché la posta in gioco è superiore alla ricompensa, il validatore perderebbe più monete di quante ne guadagnerebbe con un’attività fraudolenta.
Per controllare efficacemente la rete e approvare le transazioni fraudolente, un nodo dovrebbe possedere una quota di maggioranza nella rete, noto anche come attacco del 51%. A seconda del valore di una criptovaluta, può essere quasi impossibile ottenere il controllo della rete, poiché bisognerebbe acquisire il 51% dell’offerta circolante.
Svantaggi della Proof of Stake
Sebbene la Proof of Stake presenti molti vantaggi rispetto alla Proof of Work, presenta ancora alcuni punti deboli:
Biforcazione
Con un meccanismo Proof of Stake standard, non vi è alcun disincentivo a minare entrambi i lati di una fork. In Proof of Work, estrarre da entrambi i lati comporterà uno spreco di energia. Con la Proof of Stake, il costo è molto inferiore, il che significa che le persone possono "scommettere" su entrambi i lati di una fork.
Accessibilità
Per iniziare lo staking, avrai bisogno della fornitura di token nativi della blockchain. Ciò richiede l'acquisto del token tramite uno scambio o un altro metodo. A seconda dell’importo richiesto, potrebbe essere necessario un investimento significativo per iniziare a puntare in modo efficace.
Con Proof of Work puoi acquistare attrezzature minerarie economiche o addirittura noleggiarle. Con questo, puoi unirti a un pool e iniziare a convalidare e guadagnare rapidamente.
Attacco al 51%.
Anche se il Proof of Work è incline agli attacchi del 51%, questi possono essere molto più semplici con il Proof of Stake. Se il prezzo di un token crolla o la blockchain ha una bassa capitalizzazione di mercato, teoricamente può essere economico acquistare più del 50% dei token e controllare la rete.
Prova di lavoro e prova di puntata
Quando confrontiamo i due meccanismi di consenso, ci sono alcune differenze fondamentali.
Tuttavia, esiste un'ampia varietà di meccanismi Proof of Stake tra le blockchain. Molte differenze dipenderanno dall’esatto meccanismo utilizzato.
Altri meccanismi di consenso basati sulla Proof of Stake
La Proof of Stake è altamente adattabile. Gli sviluppatori possono modificare il meccanismo esatto per adattarlo ai casi d'uso specifici di una blockchain. Di seguito sono riportati alcuni dei più comunemente visti
Proof of Stake delegato (DPoS)
La Proof of Stake delegata consente agli utenti di puntare monete senza diventare un validatore. In questo caso, li puntano dietro un validatore per condividere i premi del blocco. Più deleganti puntano dietro un possibile validatore, maggiore è la sua possibilità di selezione. I validatori possono solitamente modificare l'importo condiviso con i deleganti come incentivo. La reputazione di un validatore è anche un fattore importante per i deleganti.
Proof of Stake nominato (NPoS)
La Proof of Stake nominata è un modello di consenso sviluppato da Polkadot. Ha molte somiglianze con la Proof of Stake delegata, ma una differenza fondamentale. Se un nominatore (delegatore) punta dietro un validatore dannoso, può anche perdere la propria puntata.
I nominatori possono scegliere fino a 16 validatori con cui puntare. La rete distribuirà quindi equamente la propria quota dietro i validatori scelti. Polkadot utilizza anche diversi approcci nella teoria dei giochi e nella teoria delle elezioni per determinare chi creerà un nuovo blocco.
Prova dell'autorità picchettata (PoSA)
BNB Smart Chain utilizza la Proof of Staked Authority per generare consenso sulla rete. Questo meccanismo di consenso combina Proof of Authority e Proof of Stake, consentendo ai validatori di creare blocchi a turno. Può partecipare un gruppo di 21 validatori attivi, selezionati in base all'importo di BNB che puntano o hanno delegato dietro di loro. Questo set viene determinato quotidianamente e BNB Chain memorizza la selezione.
Conclusione
Il modo in cui aggiungiamo blocchi di transazioni a una rete è cambiato in modo significativo dai tempi di Bitcoin. Ora non abbiamo più bisogno di fare affidamento sulla potenza di calcolo per generare consenso crittografico. Il sistema Proof of Stake presenta molti vantaggi e la storia ha dimostrato che la Proof of Stake funziona. Col passare del tempo, sembra che Bitcoin sarà solo una delle poche reti Proof of Work rimaste. Per ora, sembra che la Proof of Stake sia qui per restare.
