Riepilogo
La Proof of Stake è un meccanismo di consenso popolare che sta gradualmente sostituendo la Proof of Work. Invece di aver bisogno della potenza di calcolo per convalidare le transazioni, i validatori devono puntare la criptovaluta. Questo fatto riduce significativamente il consumo energetico richiesto. La Proof of Stake migliora anche la decentralizzazione, la sicurezza e la scalabilità.
Tuttavia, può essere più difficile accedere alla Proof of Stake se gli utenti non dispongono di criptovaluta. Un attacco del 51% può verificarsi facilmente anche con blockchain a bassa capitalizzazione di mercato. Poiché la Proof of Stake è così flessibile, presenta molte varianti per diverse blockchain e casi d’uso.
Introdurre
La Proof of Stake è diventata di gran lunga il meccanismo di consenso più diffuso per le reti blockchain odierne. Tuttavia, con così tante varianti, può essere un po' difficile comprenderne i concetti fondamentali. È improbabile che oggi si possa vedere il meccanismo nella sua forma originale. Tuttavia, tutti i tipi di Proof of Stake condividono concetti chiave fondamentali. Comprendere queste somiglianze vi aiuterà a fare scelte migliori su quali blockchain utilizzare e come funzionano.
Che cosa è la Proof of Stake?
Nel 2011, l'algoritmo di consenso Proof of Stake è stato introdotto sul forum Bitcointalk. Inizialmente, era stato proposto come soluzione ai problemi della Proof of Work. Sebbene entrambi condividano lo stesso obiettivo di raggiungere il consenso nella blockchain, il processo di implementazione è completamente diverso. Invece di dover fornire una dimostrazione computazionalmente impegnativa, i partecipanti devono semplicemente dimostrare di aver messo in staking la criptovaluta.
Come funziona la Proof of Stake?
L'algoritmo Proof of Stake utilizza un processo di elezione pseudo-casuale per selezionare i validatori da un pool di nodi. Il sistema sfrutta una combinazione di fattori, tra cui l'età della posta in gioco, la casualità e la ricchezza dei nodi.
In un sistema Proof of Stake, i blocchi vengono "forgiati" anziché "mined". Tuttavia, a volte si sente ancora usare il termine "mined". La maggior parte delle criptovalute Proof of Stake viene lanciata con una riserva di monete "pre-forgiata", consentendo ai nodi di iniziare a operare immediatamente.
Gli utenti che desiderano partecipare al processo di forgiatura devono bloccare una certa quantità di monete nella rete come posta in gioco. Maggiore è la posta in gioco, maggiore è la probabilità che il nodo venga selezionato come validatore per forgiare il blocco successivo; maggiore è la posta in gioco, maggiore è la probabilità. Metodi speciali vengono aggiunti al processo di selezione in modo che la piattaforma non favorisca solo i nodi più ricchi della rete. I due metodi più comunemente utilizzati sono la "Selezione casuale dei blocchi" e la "Selezione dell'età delle monete".
Selezione casuale dei blocchi
Nel metodo di selezione casuale dei blocchi, i validatori vengono selezionati cercando i nodi con la combinazione tra il valore hash più basso e l'importo di stake più alto. Poiché l'importo di stake è pubblico, il prossimo forger può spesso essere previsto da altri nodi.
Seleziona l'età della moneta
Il metodo di selezione dell'età delle monete seleziona 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 mantenute in staking per il numero di monete che sono state in staking.
Una volta che un nodo ha forgiato un blocco, l'età della moneta viene reimpostata a 0 e il nodo deve attendere un certo periodo di tempo prima di poter forgiare un altro blocco: questo impedisce ai nodi con grandi puntate di dominare la blockchain.
Autenticare le transazioni
Ogni criptovaluta che utilizza l'algoritmo Proof of Stake adotta un proprio insieme di regole e metodi che ritiene rappresentino la combinazione migliore per sé e per i propri utenti.
Quando un nodo viene selezionato per creare il blocco successivo, verifica la validità delle transazioni in esso contenute. Quindi firma e aggiunge il blocco alla blockchain. Come ricompensa, il nodo riceve commissioni di transazione dal blocco e, in alcune blockchain, la ricompensa è in criptovaluta.
Se un nodo non desidera più continuare con l'attività di forgiatura, la sua posta in gioco e le ricompense guadagnate verranno rilasciate dopo un certo periodo di tempo, dando alla rete il tempo di verificare che il nodo non abbia aggiunto blocchi falsi alla rete.
Quali blockchain utilizzano il meccanismo di consenso Proof of Stake?
La maggior parte delle blockchain successive a Ethereum utilizza il meccanismo di consenso Proof of Stake. In genere, ogni blockchain viene modificata per adattarsi alle esigenze della rete. Parleremo di queste varianti più avanti nell'articolo. Ethereum stessa è in fase di transizione al Proof of Stake con Ethereum 2.0.
Le 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 offre diversi chiari vantaggi rispetto alla Proof of Work. Per questo motivo, le nuove blockchain la utilizzano quasi sempre. I suoi vantaggi includono:
Adattabilità
Con l'evoluzione delle esigenze degli utenti in materia di blockchain, cambia anche la Proof of Stake. Ciò è evidente dall'elevato numero di versioni di Proof of Stake disponibili. Il meccanismo è molto flessibile e può adattarsi facilmente alla maggior parte dei casi d'uso della blockchain.
Decentramento
Un maggior numero di utenti è incentivato a gestire nodi grazie al prezzo accessibile. Questo incentivo e la randomizzazione rendono inoltre la rete più decentralizzata. Sebbene esistano gli stake pool, le probabilità che un singolo utente crei con successo un blocco con Proof of Stake sono molto più elevate. Nel complesso, questo riduce la necessità di stake pool.
Efficienza energetica
La Proof of Stake è estremamente efficiente dal punto di vista energetico rispetto alla Proof of Work. Il costo di partecipazione è maggiore in termini di costi di staking rispetto al costo computazionale per la risoluzione dei puzzle. Questo meccanismo si traduce in una significativa riduzione dell'energia necessaria per gestire il meccanismo di consenso.
Scalabilità
Poiché la Proof of Stake non si basa su macchine fisiche per generare consenso, è più scalabile. Non sono necessarie enormi mining farm o grandi riserve di energia. Aggiungere altri validatori alla rete è più economico, semplice e accessibile.
Livello di sicurezza
L'escrow funge da incentivo finanziario per i validatori a non elaborare transazioni fraudolente. Se la rete rileva una transazione fraudolenta, il nodo forger perde una parte della sua posta in gioco e viene bandito dall'attività di forger in futuro. Pertanto, quando la posta in gioco è superiore alla ricompensa, un validatore perderà più di quanto guadagnerà se imbroglia.
Per controllare la rete e approvare transazioni fraudolente, un nodo dovrebbe possedere una quota considerevole della rete, un attacco noto anche come attacco del 51%. A seconda del valore di una criptovaluta, questo sarebbe molto poco pratico, perché per ottenere il controllo della rete sarebbe necessario possedere il 51% delle monete in circolazione.
Tuttavia, questo può anche rappresentare uno svantaggio che continueremo ad analizzare.
Svantaggi della Proof of Stake
Sebbene l'algoritmo Proof of Stake presenti numerosi vantaggi rispetto a Proof of Work, presenta comunque alcuni punti deboli:
Ramificazione
Con la Proof of Stake standard, non esiste alcun meccanismo per interrompere il mining di entrambi i rami della blockchain dopo un fork. Con la Proof of Work, il mining di entrambi i rami sarebbe uno spreco di energia. Con la Proof of Stake, il costo è molto più basso, il che significa che è possibile fare "stake" su entrambi i rami della blockchain.
Accessibilità
Per iniziare a fare staking, avrai bisogno della fornitura nativa di token della blockchain. Per farlo, dovrai acquistare token tramite un exchange o un altro metodo. A seconda dell'importo richiesto, potresti dover effettuare un investimento significativo per iniziare a fare staking in modo efficace.
Con la Proof of Work, puoi acquistare attrezzature per il mining a basso costo o persino noleggiarle. In questo modo, puoi unirti a un mining pool e iniziare a convalidare e guadagnare rapidamente.
Attacco al 51%
Sebbene anche la Proof of Work sia suscettibile ad attacchi del 51%, farlo su una blockchain Proof of Stake è significativamente più semplice. Se il prezzo di un token scende o la blockchain ha una bassa capitalizzazione di mercato, può teoricamente essere molto conveniente acquistare più del 50% dei token e controllare la rete.
Quindi Proof of Work e Proof of Stake
Confrontando questi due meccanismi di consenso emergono alcune differenze fondamentali.
Tuttavia, esistono molti meccanismi di Proof of Stake diversi sulle blockchain. Ogni meccanismo ha le sue caratteristiche uniche.
Varianti del meccanismo di consenso Proof of Stake
La Proof of Stake è altamente personalizzabile. Gli sviluppatori possono modificare il meccanismo per adattarlo a ogni specifico caso d'uso della blockchain. Ecco alcune delle "varianti" più comuni di questo meccanismo.
Proof of Stake Delegato (DPoS)
La Proof of Stake Delegata consente agli utenti di effettuare staking di criptovalute senza diventare validatori. In questo caso, gli utenti possono fare staking per i validatori per condividere le ricompense dei blocchi. Più i delegatori fanno staking dietro a un validatore valido, maggiori sono le probabilità che venga selezionato. In genere, i validatori possono variare l'importo che condividono con i delegatori per creare incentivi. Anche la reputazione di un validatore è un fattore importante per i delegatori.
Proof of Stake nominata (NPoS)
La Proof of Stake Nominated è un modello di consenso sviluppato da Polkadot. Presenta molte somiglianze con la Proof of Stake Delegata, ma presenta una differenza fondamentale. Se un nominatore (delegatore) effettua uno staking per un validatore malintenzionato, può anche perdere il suo stake.
I candidati possono scegliere fino a 16 validatori su cui effettuare lo staking. La rete distribuisce quindi equamente la loro partecipazione ai validatori selezionati. Polkadot utilizza anche alcuni approcci basati sulla teoria dei giochi e sulla teoria elettorale per determinare chi creerà un nuovo blocco.
Prova di autorità investita (PoSA)
BNB Smart Chain utilizza la Proof of Authority (POA) per generare il consenso di rete. Questo meccanismo di consenso combina la POA e la POA, consentendo ai validatori di forgiare i blocchi a turno. Un gruppo di 21 validatori attivi è idoneo a partecipare, selezionato in base alla quantità di BNB che hanno messo in stake o che hanno delegato. Questo gruppo viene determinato quotidianamente e BNB Chain ne tiene traccia.
Riepilogo
Il modo in cui aggiungiamo blocchi di transazioni alle reti blockchain è cambiato radicalmente dalla nascita di Bitcoin. Non abbiamo più bisogno di affidarci alla potenza di calcolo per creare un consenso sulle criptovalute. I sistemi Proof of Stake offrono molti vantaggi e la storia ha dimostrato che la Proof of Stake funziona piuttosto bene. Col tempo, sembra probabile che Bitcoin rimarrà una delle poche reti Proof of Work rimaste in piedi. Per ora, sembra che la Proof of Stake diventerà sempre più dominante.
