Proof-of-work, proof-of-stake o piuttosto proof-of-authority? Per garantire l'affidabilità di una blockchain, i partecipanti devono raggiungere un accordo sullo stato della rete. Per raggiungere questo obiettivo, nel corso degli anni sono stati sviluppati molti nuovi processi di consenso. In questo articolo, diamo uno sguardo più da vicino a cosa costituisce un meccanismo di consenso e perché è fondamentale per il funzionamento di qualsiasi blockchain.
La tecnologia blockchain esiste dal 2009, quando la figura pseudonima Satoshi Nakamoto ha lanciato la blockchain di Bitcoin. Quello che era iniziato come un esperimento ora è un movimento globale. A causa di questa crescita, ora è necessario hardware appositamente costruito per estrarre Bitcoin utilizzando il meccanismo di consenso chiamato proof-of-work.
In passato, il mining era possibile sul proprio computer. Prima i processori per computer erano sufficienti, poi è stato necessario passare alle schede grafiche. Oggi, l'estrazione mineraria ripaga solo se sei una fattoria professionale con elettricità a basso costo.
Nel caso di Bitcoin, è necessaria molta elettricità per il mining tramite il proof-of-work. Questo perché i dispositivi di mining specializzati consumano potenza di calcolo per risolvere un algoritmo. L'algoritmo si chiama Sha-256 e se la soluzione ha successo, viene pagata una cosiddetta ricompensa in blocco, e quella ricompensa è Bitcoin.
A causa dell'elevato consumo di energia , molte blockchain si stanno ora allontanando dal proof-of-work come meccanismo di consenso preferito. Con l'imminente aggiornamento "The Merge", Ethereum non dipenderà più dal proof-of-work. Il consenso sarà poi raggiunto attraverso un metodo diverso, il cosiddetto proof-of-stake.
Ma qual è esattamente il meccanismo del consenso e perché è necessario? Diamo un'occhiata più da vicino a come funzionano le blockchain.
Ecco come funziona la blockchain
La parola consenso significa "accordo". Più specificamente, significa l'opinione unanime delle persone su una domanda. Rappresenta l'elemento centrale di ogni blockchain.
In una blockchain, le transazioni sono archiviate in blocchi dai cosiddetti validatori. Questi poi formano una catena che continua indefinitamente. Da qui il nome "blockchain". Una blockchain è un database pubblico distribuito gestito da una comunità indipendente di computer in tutto il mondo.
Questa comunità indipendente forma una rete peer-to-peer gestita da nodi e validatori. Confermano lo stato della blockchain. Per garantire che il database non venga manomesso, la maggior parte di tutti i partecipanti deve riconoscere lo stesso stato della blockchain: trovare un consenso.
Un meccanismo di consenso è quindi un algoritmo che raggiunge un accordo sullo stato di una blockchain tra i suoi partecipanti. Questi meccanismi vengono utilizzati per garantire che tutti i partecipanti dispongano di una copia identica del database.
In questo caso, la rete può essere ribaltata solo se la maggioranza accetta lo stesso stato di manipolazione, denominato attacco del 51%. Questo è un pericolo, soprattutto per i piccoli blockchain proof-of-work, dal momento che puoi noleggiare la potenza di calcolo su determinati siti Web.
In parte a causa dell'elevato consumo di energia e del 51% di attacchi, negli ultimi anni sono stati sviluppati altri metodi di consenso. Alcuni hanno avuto più successo di altri. Non esiste ancora la procedura del consenso perfetto.
Le più note procedure di consenso
Prova di lavoro
La prova di lavoro (POW) è il metodo di consenso più antico. È qui che si ottiene il consenso attraverso la potenza di calcolo. Ai partecipanti viene presentato un complesso problema aritmetico che devono risolvere utilizzando l'hardware. Ricevono una ricompensa per l'utilizzo delle risorse (hardware ed energia). Attualmente c'è un allontanamento da PoW, principalmente a causa dell'elevato consumo di energia. Blockchain ben noti basati su POW sono Ethereum, Bitcoin e Monero.
Prova di palo
Proof-of-stake (POS) è probabilmente il meccanismo di consenso più popolare dopo POW. Sta per "prova di partecipazione" perché il consenso qui è raggiunto dai beni forniti e dalla durata della disposizione. La prova di partecipazione è stata lanciata nel 2012 in risposta all'elevato consumo energetico di Bitcoin. Dal momento che non c'è mining su POS, non è possibile sfruttare la rete con la potenza di calcolo. Gli aggressori dovrebbero acquisire più della metà delle monete in circolazione per farlo. Esempi ben noti di blockchain proof-of-stake sono Solana e Avalanche.
Prova di partecipazione delegata
DPOS è un noto avanzamento del proof-of-stake. Qui vengono eletti democraticamente i delegati che sono responsabili di determinati compiti nella rete. Le attività includono la convalida dei blocchi e la conferma dello stato della blockchain. Il diritto di voto degli elettori è solitamente ponderato in base al numero di gettoni. Blockchain come Cardano, EOS, Tron e Cosmos utilizzano DPOS.
Meccanismi di consenso meno conosciuti
Prova di persona
La prova di persona è un meccanismo di consenso meno noto. Qui i partecipanti alla rete dimostrano di essere persone reali quindi autorizzate a partecipare all'attività della rete. Questa prova può essere fornita da determinati compiti o anche da dati biometrici. Ciò è particolarmente vantaggioso per il decentramento poiché ogni persona può essere rappresentata solo una volta nella rete. Le blockchain basate su una qualche forma di POP includono Idena e Humanode.
Prova di autorità
La prova dell'autorità viene utilizzata per selezionare partecipanti affidabili a cui è quindi consentito svolgere determinati compiti. La selezione di solito dipende dalla reputazione dei partecipanti. I partecipanti subiscono un processo di richiesta prima di essere considerati validatori per la blockchain. Il processo si basa solitamente sulla vera identità del richiedente. Ciò garantisce un elevato livello di affidabilità per le reti POA, ma allo stesso tempo comporta rischi per la sicurezza. L'esempio più noto di blockchain proof-of-authority è BNB Chain, precedentemente noto come Binance Smart Chain.
Proof-of-work vs. proof-of-stake: qual è il migliore?
Sebbene il proof-of-work sia considerato l'algoritmo di consenso più sicuro, molte blockchain ora preferiscono il proof-of-stake. Ciò ha principalmente a che fare con fattori ambientali, ma anche la scalabilità delle blockchain gioca un ruolo importante. La rete Bitcoin, come l'oro digitale, può cavarsela con un volume di transazioni basso e scegliere la sicurezza come prima priorità, ma la situazione è diversa con reti come Ethereum, che dipendono fondamentalmente da transazioni veloci ed economiche.
Pertanto, il proof-of-stake è il metodo di consenso più attraente per questi blockchain. Ma ci sono anche alcuni punti deboli qui. La critica principale è che rende i "ricchi più ricchi" e di solito crea reti centralizzate. Ad esempio, i validatori di rete Ethereum necessitano di 32 ETH (circa $ 87.000) per essere approvati. Ciò crea un'importante barriera all'ingresso per i nuovi arrivati e i piccoli investitori, mentre gli investitori con il capitale necessario raccolgono facilmente premi di staking, allargando il divario tra piccoli e grandi investitori.
Il trilemma blockchain si applica alla scelta della procedura di consenso. Ciò afferma che una blockchain non può soddisfare contemporaneamente le qualità desiderate di decentralizzazione, scalabilità e sicurezza, poiché uno dei fattori può essere raggiunto solo a spese dell'altro. Di norma, le blockchain scalabili non sono molto decentralizzate e le blockchain sicure sono piuttosto lente. L'unica domanda è: quale delle qualità desiderate preferisci?
Il post The Ultimate Guide to Blockchain Consensus Mechanisms è apparso per la prima volta su BeInCrypto .