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La Proof of Stake è un’alternativa popolare all’algoritmo di consenso Proof of Work. Questo meccanismo non utilizza la potenza di calcolo per confermare le transazioni, ma le monete vincolate fornite dai validatori. La Proof of Stake può ridurre significativamente il consumo energetico, nonché aumentare la decentralizzazione, la sicurezza e la scalabilità.
Tuttavia, la Proof of Stake potrebbe non essere così conveniente per gli utenti che non hanno accesso alla criptovaluta e potrebbe anche comportare il rischio di un attacco del 51% su blockchain con capitalizzazione di mercato bassa. Poiché la Proof of Stake è estremamente versatile, presenta un’ampia gamma di varianti per diverse blockchain e attività.
introduzione
La Proof of Stake è oggi l’algoritmo di consenso più popolare per molte reti blockchain, ma a causa dell’elevato numero di varianti può essere difficile da comprendere. Inoltre, è quasi impossibile trovare questo meccanismo nella sua forma originale. Tuttavia, tutti i tipi di Proof of Stake funzionano sulla base degli stessi concetti, comprenderli ti aiuterà a prendere la decisione migliore quando scegli una blockchain.
Cosa significa Proof of Stake?
L'algoritmo di consenso Proof of Stake è stato introdotto nel 2011 sul forum Bitcointalk con l'obiettivo di risolvere i problemi della Proof of Work. Sebbene entrambi questi meccanismi si impegnino a raggiungere il consenso sulla blockchain, lo fanno in modi diversi. Se gli utenti della Proof of Work eseguono un lavoro computazionale, i partecipanti alla Proof of Stake dovranno solo puntare le monete.
Come funziona la Proof of Stake?
Il meccanismo della Proof of Stake si basa su un processo di selezione casuale che determina un validatore da un gruppo di nodi. Per fare ciò, il sistema utilizza una combinazione di fattori, tra cui la durata dello staking delle monete, la randomizzazione e la sicurezza finanziaria del nodo.
Nei sistemi Proof of Stake, il termine forging piuttosto che mining viene utilizzato nel contesto della creazione di blocchi, ma è possibile trovare entrambe le opzioni. La maggior parte delle criptovalute Proof of Stake vengono lanciate con una fornitura di monete pre-create in modo che i nodi possano iniziare a funzionare immediatamente.
Per partecipare al processo di creazione del blocco, gli utenti bloccano un numero di monete sulla rete, aggiungendole allo staking. Il numero di monete puntate aumenta le possibilità che ciascun nodo venga scelto come successivo validatore: maggiore è l'importo puntato, maggiori sono le possibilità. Per garantire un'equa selezione dei nodi senza favorire i più ricchi, il processo di selezione utilizza metodi unici come la selezione casuale dei blocchi e la selezione della durata dello staking.
Selezione casuale dei blocchi
Nella selezione casuale dei blocchi, i validatori vengono determinati cercando i nodi con il valore hash più piccolo e l’importo di staking più grande. In questo caso, di solito è possibile prevedere in anticipo chi diventerà il prossimo validatore, poiché il volume delle monete puntate da ciascun partecipante è pubblicamente disponibile.
Selezione in base alla durata della puntata
Quando si seleziona in base alla durata dello staking, i validatori vengono determinati in base alla durata dello staking dei loro token. La durata viene calcolata moltiplicando il numero di giorni di staking di una moneta per il numero di monete in staking.
Una volta creato un blocco, la durata viene azzerata, quindi ci vorrà del tempo prima che lo stesso nodo venga scelto per creare il blocco successivo, impedendo ai nodi ricchi di dominare la blockchain.
Verifica della transazione
Ogni criptovaluta con un algoritmo di consenso Proof of Stake ha il proprio insieme di regole e metodi che garantiscono l'efficienza della rete.
Il nodo scelto per creare un nuovo blocco verifica la validità delle transazioni, firma il blocco e lo aggiunge alla blockchain. Come ricompensa, il validatore riceve una parte delle commissioni di transazione dal blocco aggiunto, e in alcune blockchain anche una ricompensa sotto forma di monete.
Se un partecipante non vuole più essere un iniziatore, i premi guadagnati e le monete in staking vengono bloccati per un po' di tempo. Ciò offre al sistema l’opportunità di verificare se l’iniziatore ha aggiunto blocchi fraudolenti alla blockchain.
Quali blockchain utilizzano la Proof of Stake?
La maggior parte delle blockchain emerse dopo Ethereum utilizzano meccanismi di consenso Proof of Stake. In genere, ciascun meccanismo viene modificato per soddisfare le esigenze della rete. Successivamente li esamineremo più in dettaglio. Ethereum stesso è attualmente in fase di transizione alla Proof of Stake tramite l'aggiornamento Ethereum 2.0.
Le reti Blockchain che utilizzano Proof of Stake o varianti della stessa includono:
1. Catena BNB
2. Catena intelligente BNB
3. Solana
4. Valanga
5. Polpois
Vantaggi della prova di partecipazione
Poiché la Proof of Stake è superiore alla Proof of Work sotto molti aspetti, viene utilizzata in quasi tutte le nuove blockchain. I suoi vantaggi includono:
Adattabilità
Proof of Stake si sforza di soddisfare le mutevoli esigenze degli utenti e la blockchain in evoluzione, che si riflette nell'emergere di nuove e diverse varianti dell'algoritmo. Questo meccanismo è multifunzionale e adatto alla maggior parte delle attività blockchain.
Decentramento
L’esecuzione dei nodi è diventata più accessibile e la rete mira a incoraggiare gli utenti a eseguirli. Il sistema di incentivi e il processo di randomizzazione rendono inoltre la rete più decentralizzata. Nonostante l’esistenza di staking pool, la probabilità che un individuo crei con successo un blocco sotto Proof of Stake è molto più alta. Ciò riduce la necessità di creare pool di staking.
Efficienza energetica
Rispetto alla Proof of Work, l’algoritmo Proof of Stake è incredibilmente efficiente dal punto di vista energetico. In un tale meccanismo, il costo di partecipazione dipende dal costo economico della puntata piuttosto che dal costo computazionale della risoluzione degli enigmi. Pertanto, la gestione di questo meccanismo di consenso richiede costi energetici molto inferiori.
Scalabilità
Poiché la Proof of Stake non si basa su macchine fisiche per raggiungere il consenso, è un meccanismo più scalabile. Non richiede l’acquisto di enormi mining farm e il dispendio di grandi quantità di energia. Usare più validatori sulla rete è molto più economico, più semplice e più accessibile.
Sicurezza
Il meccanismo di staking incentiva l'iniziatore a creare solo blocchi verificati. Se la rete rileva una transazione fraudolenta, il validatore perderà parte della propria quota e il diritto di creare blocchi in futuro. Pertanto, se la quota di staking è maggiore della ricompensa, il validatore disonesto perderà più monete di quante ne riceverà.
Per prendere il controllo della rete e condurre transazioni fraudolente, un nodo deve possedere una quota maggiore della rete: questo si chiama attacco del 51%. Tuttavia, questo è possibile solo se si acquisisce il 51% delle monete in circolazione, il che è praticamente impossibile.
Tuttavia, in alcuni casi questo può essere uno svantaggio: lo vedremo in seguito.
Svantaggi della Proof of Stake
Anche se la Proof of Stake presenta molti vantaggi rispetto alla Proof of Work, presenta comunque alcuni svantaggi:
Forky
Con il meccanismo Proof of Stake standard, non ci sono barriere al mining su entrambi i lati del fork. Tuttavia, con la Proof of Work, l’estrazione mineraria da entrambe le parti comporterà elevati costi energetici. L’utilizzo della Proof of Stake può ridurre significativamente i costi, consentendo agli utenti di “stake” su entrambi i lati della fork.
Disponibilità
Per lo staking, gli utenti avranno bisogno di token blockchain nativi: questi possono essere acquistati tramite un exchange o qualsiasi altro metodo. A volte, uno staking efficace può richiedere investimenti significativi.
Il meccanismo Proof of Work ti consente di lavorare su attrezzature minerarie economiche o addirittura di noleggiarle. Grazie a ciò, gli utenti possono unirsi al pool e iniziare rapidamente a verificare le transazioni e a guadagnare denaro.
Attacco 51%
Sebbene la Proof of Work sia suscettibile anche agli attacchi del 51%, le blockchain con un meccanismo Proof of Stake sono più vulnerabili ad essi. Se il prezzo di un token crolla o la blockchain ha una bassa capitalizzazione di mercato, gli aggressori potrebbero teoricamente acquisire più del 50% dei token a un prezzo basso e prendere il controllo della rete.
Proof of Work e Proof of Stake
Confrontando questi due meccanismi di consenso emergono diverse differenze chiave.
Tuttavia, esiste un’ampia varietà di versioni di Proof of Stake su blockchain. Molte differenze dipenderanno dagli obiettivi specifici del meccanismo.
Variazioni del meccanismo della Proof of Stake
La Proof of Stake è altamente adattabile. Gli sviluppatori possono modificare il meccanismo in base alle specifiche della blockchain. Di seguito sono riportate alcune delle varianti più comuni.
Proof of Stake delegato (DPoS)
La Proof of Stake delegata consente agli utenti di puntare monete senza diventare un validatore. In questo caso agiscono come delegati: contribuiscono con i fondi allo staking tramite il validatore e ricevono parte dei premi per il blocco. Più delegati sostengono un possibile validatore, maggiori sono le possibilità della sua selezione. In genere, i delegati sono guidati dalla quantità di incentivi offerti dai validatori, nonché dalla loro reputazione.
Proof of Stake nominato (NPoS)
La Proof of Stake nominata è un modello di consenso sviluppato da Polkadot. È simile in molti modi alla Proof of Stake delegata, ma con una differenza fondamentale: se un intestatario (delegato) mette in staking fondi tramite un validatore dannoso, rischia anche di perdere i propri fondi.
I candidati possono scegliere fino a 16 validatori attraverso i quali contribuiranno con i fondi allo staking. La rete distribuirà quindi le monete equamente tra i validatori selezionati. Polkadot utilizza anche diversi approcci alla teoria dei giochi e alla 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 ottenere il consenso della 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 hanno messo in staking o delegato per loro conto. Questo gruppo viene selezionato quotidianamente e BNB Chain memorizza le informazioni su questa selezione.
Conclusione
I metodi per aggiungere blocchi alla rete sono cambiati in modo significativo dalla nascita di Bitcoin. Ora gli utenti non hanno più bisogno di fare affidamento sulla potenza di calcolo per creare cripto-consenso. Possono invece utilizzare l’algoritmo Proof of Stake, che presenta molti vantaggi e si è dimostrato efficace. Forse, col tempo, la sua alternativa, il meccanismo Proof of Work, sarà utilizzata solo da Bitcoin e da un piccolo numero di altre reti. Indipendentemente da ciò, la Proof of Stake è sicuramente qui per restare per molto tempo.
