TL;DR
Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS) sono i meccanismi di consenso più comuni. Sono adottati dalle principali criptovalute per proteggere la propria rete.
La Proof of Work viene utilizzata in Bitcoin per convalidare le transazioni e proteggere la rete. Oltre ad altre cose, PoW impedisce la doppia spesa. La blockchain è protetta da partecipanti chiamati minatori, che utilizzano il potere computazionale per competere per il diritto di confermare nuovi blocchi e aggiornare la blockchain. Un minatore di successo verrà ricompensato in BTC dalla rete. A partire da dicembre 2021, un miner può ottenere una ricompensa per blocco di 6,25 BTC più le commissioni di transazione eseguendo con successo l'estrazione di un blocco Bitcoin.
La principale differenza tra PoW e PoS è il modo in cui determinano chi può convalidare un blocco di transazioni. La Proof of Stake è l’alternativa più popolare alla Proof of Work. È un meccanismo di consenso che mira a migliorare alcuni dei limiti del PoW, come i problemi di scalabilità e il consumo energetico. In PoS, i partecipanti sono chiamati validatori. Non hanno bisogno di utilizzare hardware potente per competere per la possibilità di convalidare un blocco. Devono invece mettere in staking (bloccare) la criptovaluta nativa della blockchain. La rete seleziona quindi un vincitore in base alla quantità di criptovalute puntate, a cui verrà ricompensata una parte delle commissioni di transazione dal blocco convalidato. Più monete vengono puntate, maggiore è la possibilità di essere scelto come validatore.
introduzione
Per garantire che le transazioni registrate su una blockchain siano valide, queste reti adottano diversi meccanismi di consenso. La Proof of Work (PoW) è la più vecchia. Creato da Satoshi Nakamoto, è considerato da molti come una delle alternative più sicure. La Proof of Stake (PoS) è stata creata successivamente, ma ora è presente nella maggior parte dei progetti altcoin.
Oltre a Bitcoin, PoW viene utilizzato anche in altre importanti criptovalute come Ethereum (ETH) e Litecoin (LTC). Al contrario, PoS è utilizzato da Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) e altri altcoin. Vale la pena notare che Ethereum prevede di passare da PoW a PoS nel 2022.
Cos'è la Proof of Work (PoW) e come funziona?
Proof of Work (PoW) è l'algoritmo di consenso adottato dalla rete Bitcoin e da molte altre criptovalute per prevenire la doppia spesa. È stato introdotto da Satoshi Nakamoto nel whitepaper Bitcoin, pubblicato nel 2008.
In sostanza, la PoW determina il modo in cui la blockchain di Bitcoin raggiunge il consenso distribuito. Viene utilizzato per convalidare le transazioni peer-to-peer in modo trustless, senza la necessità di intermediari di terze parti.
Su una rete PoW come quella di Bitcoin, le transazioni vengono verificate dai minatori. Sono partecipanti che utilizzano una grande quantità di risorse per garantire che la rete continui a funzionare in modo sicuro e corretto. Tra gli altri compiti, i minatori creano e convalidano blocchi di transazioni. Ma per competere per il diritto di convalidare il blocco successivo, devono utilizzare hardware di mining altamente specializzato per risolvere complessi enigmi matematici.
Il primo miner che riesce a trovare una soluzione valida per questi problemi di matematica, guadagna il diritto di aggiungere il proprio blocco alla blockchain e ricevere quella che chiamiamo ricompensa per il blocco. I premi in blocco sono costituiti da criptovalute appena generate più commissioni di transazione. La quantità di criptovalute in un premio in blocco varia a seconda delle diverse reti. Ad esempio, sulla blockchain di Bitcoin, un minatore di successo può ottenere 6,25 BTC più commissioni da ogni ricompensa per blocco (a dicembre 2021). Tuttavia, il numero di nuovi BTC generati per blocco viene ridotto del 50% ogni 210.000 blocchi (circa ogni quattro anni) a causa di un meccanismo noto come halving.
Se desideri conoscere il modello Proof of Work in modo più dettagliato, dai un'occhiata a Cos'è la Proof of Work (PoW)?.
Cos'è la Proof of Stake (PoS) e come funziona?
Il Proof of Stake (PoS) è un algoritmo di consenso introdotto nel 2011 come alternativa al Proof of Work. Mira a superare i limiti di scalabilità delle reti PoW. PoS è il secondo algoritmo più popolare adottato da criptovalute come Binance Coin (BNB), Solana (SOL) e Cardano (ADA).
Mentre PoW e PoS condividono lo stesso obiettivo di raggiungere il consenso nella blockchain, PoS ha un modo diverso di determinare chi convalida un blocco di transazioni. Non ci sono miner sulle blockchain PoS. Invece di fare affidamento su computer potenti per competere per i diritti di convalida dei blocchi, i validatori PoS fanno affidamento sulle loro partecipazioni crittografiche.
Per poter convalidare un blocco, i partecipanti devono bloccare una certa quantità di monete in uno specifico contratto intelligente sulla blockchain. Questo processo è noto come staking. Il protocollo PoS assegnerà quindi un partecipante per convalidare il blocco successivo. A seconda della rete, questa selezione può essere effettuata in modo casuale o in base alle loro partecipazioni (stake). Il validatore selezionato può ricevere commissioni di transazione dal blocco convalidato come ricompensa. In genere, più monete vengono bloccate, maggiore è la possibilità di essere selezionati.
Per ulteriori dettagli, fare riferimento alla spiegazione della Proof of Stake (PoS).
Differenze tra Proof of Work e Proof of Stake
Nonostante entrambi siano meccanismi di consenso che garantiscono la sicurezza della rete blockchain, esistono alcune differenze tra i due. La differenza principale è, ovviamente, il modo in cui PoW e PoS determinano quale partecipante convalida le nuove transazioni. Per una comprensione più chiara, diamo un’occhiata alla tabella seguente:
La Proof of Stake è migliore della Proof of Work?
I sostenitori della Proof of Stake sostengono che la PoS presenta alcuni vantaggi rispetto alla PoW, in particolare per quanto riguarda la scalabilità e la velocità delle transazioni. Si dice anche che le monete PoS siano meno dannose per l’ambiente rispetto alle PoW. Al contrario, molti sostenitori della PoW sostengono che la PoS, essendo una tecnologia più recente, deve ancora dimostrare il suo potenziale in termini di sicurezza della rete. Il fatto che le reti PoW richiedano quantità significative di risorse (hardware di mining, elettricità, ecc.) le rende più costose da attaccare. Ciò è particolarmente vero per Bitcoin, in quanto la più grande blockchain PoW.
Come accennato, si prevede che Ethereum (ETH) passerà da PoW a PoS nell'aggiornamento di Ethereum 2.0. ETH 2.0 è un aggiornamento atteso da tempo della rete Ethereum per migliorarne le prestazioni e risolvere il problema di scalabilità. Dopo l'implementazione del PoS su Ethereum, chiunque abbia almeno 32 ETH potrà partecipare allo staking per diventare un validatore e ricevere premi.
PoS è migliore di PoW? Cosa sta spingendo la seconda criptovaluta più grande per capitalizzazione di mercato ad adottare un nuovo meccanismo di consenso?
Rischio di centralizzazione
Sulle blockchain Proof of Work, il mining implica l’utilizzo della potenza di calcolo per eseguire l’hashing dei dati del blocco fino a quando non viene trovata una soluzione valida. Per le principali criptovalute di oggi, le soluzioni stanno diventando sempre più difficili da trovare e il processo per indovinare enormi quantità di hash può essere costoso in termini di hardware ed elettricità.
Pertanto, alcuni minatori preferiscono accumulare le proprie risorse minerarie in pool minerari per avere maggiori possibilità di ottenere i premi dei blocchi. Alcuni grandi pool di mining investono milioni di dollari e controllano migliaia di hardware di mining ASIC per generare quanta più potenza di hashing possibile.
A dicembre 2021, i primi 4 pool minerari controllano insieme circa il 50% del potere di hashing totale di Bitcoin. Il dominio dei pool minerari rende più difficile per i singoli appassionati di criptovaluta estrarre un blocco da soli.
Ma allora quanto è decentralizzato il mining? Da un lato non esiste ancora un unico soggetto in grado di controllare le conferme sulla rete. Se ciò accadesse, sarebbe possibile un attacco del 51% e la rete perderebbe il suo valore. Alcuni potrebbero obiettare che, sebbene il mining sia ancora decentralizzato, non è più fortemente decentralizzato. Alcune aree, i produttori di attrezzature minerarie e i produttori di energia continuano a dominare l’attività mineraria e a ridurre la decentralizzazione complessiva per le blockchain di prova del lavoro.
Il meccanismo di consenso Proof of Stake adotta un approccio diverso e sostituisce il potere di mining con lo staking. Questo meccanismo riduce le barriere all’ingresso per un individuo per confermare le transazioni, riducendo l’enfasi sulla posizione, sulle attrezzature e su altri fattori. La tua puntata è determinata semplicemente dalla quantità di gettoni che hai.
Tuttavia, la maggior parte delle reti PoS richiedono l'esecuzione di un nodo di convalida per iniziare a confermare le transazioni. Può essere costoso da gestire, ma non tanto quanto quello di diversi impianti di mining. Gli utenti quindi puntano i propri token dietro determinati validatori, dandoci un modello simile ai pool minerari. Pertanto, sebbene sia più facile partecipare alla Proof of Stake per un utente medio, è comunque suscettibile allo stesso problema di centralizzazione dei pool minerari.
Rischi per la sicurezza
Oltre al rischio di centralizzazione, il fatto che i primi quattro pool minerari abbiano la maggior parte del potere di hashing della rete Bitcoin potrebbe potenzialmente aumentare il rischio di un attacco del 51%. Un attacco del 51% si riferisce a un potenziale attacco alla sicurezza di un sistema blockchain da parte di un attore o un’organizzazione malintenzionata che riesce a controllare oltre il 50% della potenza di hashing totale della rete. L’aggressore potrebbe ignorare l’algoritmo di consenso della blockchain e commettere atti dannosi a proprio vantaggio, come raddoppiare la spesa, rifiutare o alterare i record delle transazioni o impedire ad altri di eseguire mining. Tuttavia, è improbabile che ciò accada su Bitcoin a causa delle dimensioni della sua rete.
Al contrario, se qualcuno dovesse attaccare una blockchain PoS, dovrebbe possedere più del 50% delle monete sulla rete. Ciò farebbe aumentare la domanda sul mercato e il prezzo delle monete, il che potrebbe costare decine di miliardi di dollari. Anche se commettessero un attacco del 51%, il valore delle monete in staking diminuirebbe drasticamente man mano che la rete viene compromessa. Pertanto non è molto probabile che si verifichi un attacco del 51% su una criptovaluta che utilizza il consenso PoS, soprattutto se si tratta di una criptovaluta con una grande capitalizzazione di mercato.
Inconvenienti della prova di puntata
Molti vedono la Proof of Stake come un’alternativa migliore alla Proof of Work, ma vale la pena notare che ci sono anche delle carenze nell’algoritmo PoS. Grazie al meccanismo di distribuzione della ricompensa, i validatori con più asset in staking possono aumentare le loro possibilità di convalidare il blocco successivo. Più monete accumula un validatore, più monete può puntare e guadagnare, cosa che alcune persone criticano come “rendere i ricchi più ricchi”. Questi validatori “più ricchi” possono anche influenzare il voto sulla rete, poiché le blockchain PoS spesso concedono diritti di governance ai validatori.
Un’altra preoccupazione sono i rischi per la sicurezza delle criptovalute con capitalizzazione di mercato più piccola che adottano il PoS. Come accennato, non è molto probabile che si verifichi un attacco del 51% sulle criptovalute più popolari come ETH o BNB. Tuttavia, le risorse digitali più piccole e di valore inferiore sono più vulnerabili agli attacchi. Gli aggressori potrebbero potenzialmente acquisire abbastanza monete per ottenere un vantaggio contro altri validatori. Potrebbero sfruttare il sistema PoS essendo spesso scelti per diventare validatori. I premi guadagnati possono quindi essere utilizzati per ulteriori puntate e aumentare le loro possibilità di essere scelti nel turno successivo.
Pensieri conclusivi
Proof of Work e Proof of Stake hanno entrambe il loro posto nell’ecosistema crittografico ed è difficile dire con certezza quale protocollo di consenso funzioni meglio. Il PoW potrebbe essere criticato per aver creato elevate emissioni di carbonio durante il mining, ma si è dimostrato un algoritmo sicuro per proteggere le reti blockchain. Tuttavia, man mano che Ethereum passa da PoW a PoS, il sistema Proof of Stake potrebbe essere maggiormente favorito da nuovi progetti in futuro.
