Proof of Work (PoW) vs. Proof of Stake (PoS)

Le piattaforme di criptovaluta basate su blockchain sono ancora nelle prime fasi di sviluppo. A partire dal Bitcoin abilitato alla blockchain (BTC), che dovrebbe funzionare come un “sistema di contante elettronico” peer-to-peer (P2P), ci sono ora migliaia di risorse digitali che sono state introdotte. Molte di queste criptovalute di seconda e terza generazione sono state sviluppate su blockchain o qualche altro tipo di tecnologia di registro distribuito (DLT).

Il dottor Stuart Haber è accreditato di aver inventato la struttura dei dati blockchain nei primi anni ’90, tuttavia è stato solo alla fine del 2008 che la prima grande applicazione della tecnologia blockchain è stata proposta nel White paper sui bitcoin. Satoshi Nakamoto, l’autore pseudonimo del white paper e del protocollo Bitcoin, ha specificato per la prima volta come il prova di lavoro L’algoritmo di consenso basato su (PoW) potrebbe essere utilizzato per risolvere il problema della doppia spesa.  

Che cos’è la prova di lavoro (PoW)?

Il raggiungimento del consenso distribuito tramite PoW e la convalida dei blocchi di transazioni vengono effettuati dai minatori. Un minatore sulla rete Bitcoin, o qualsiasi altra piattaforma basata su blockchain che utilizza PoW come protocollo di consenso, deve risolvere complessi problemi di matematica, al fine di avere una possibilità (o diventare idoneo) per l’elaborazione del blocco (o batch) successivo di transazioni.  

Questi puzzle matematici computazionalmente difficili vengono risolti da operatori full-node o altri minatori su reti crittografiche basate su PoW come Bitcoin e Litecoin. I miner usano la loro potenza di calcolo per generare (o hash) lunghe stringhe costituite da caratteri numerici. Questo processo ad alta intensità di CPU fa parte del protocollo a cui ci riferiamo come PoW e funziona inserendo un particolare set di dati in una funzione hash (SHA-256 per Bitcoin), che genera quindi sempre un valore hash unico e dimostrabile.

Il primo miner a trovare un valore hash univoco e convalidare un blocco di transazioni su una rete basata su PoW viene compensato con criptovaluta e commissioni di transazione appena coniate. Poiché le reti PoW consumano grandi quantità di elettricità e hanno problemi con il mantenimento della sicurezza della rete (secondo molti sviluppatori blockchain), un numero crescente di piattaforme di criptovaluta ha iniziato a esplorare altri modi per ottenere il consenso ed elaborare le transazioni.

2013: le reti crittografiche iniziano a utilizzare Proof of Stake (PoS)

A partire dalla piattaforma Nxt (nel 2013) e alcune altre reti crittografiche di seconda generazione come Peercoin, gli sviluppatori di sistemi distribuiti hanno iniziato a sperimentare proof-of-stake Consenso basato su (PoS) come metodo per proteggere e verificare le transazioni su blockchain. Come suggerisce il nome, i partecipanti alla rete che cercano di convalidare e generare blocchi sulle reti PoS devono prima mettere in gioco una certa quantità dei loro fondi.

Ad esempio, VeChain (VET), una soluzione di gestione della catena di fornitura semi-decentralizzata, richiede che i validatori di blocchi (indicati come Masternodes) detengano una partecipazione nella piattaforma VeChain.

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L’importo minimo della puntata è di 25 milioni di VET (circa $ 116.000) – per poter diventare un candidato Masternode su VeChain. Gli utenti possono anche puntare importi inferiori come 15 milioni di IFP e continuare a svolgere determinati compiti di gestione della rete. I nodi che partecipano ad almeno 15 milioni di VET possono aspettarsi di guadagnare un 5,81% fisso in token VET come ritorno sull’investimento (ROI).

Sulla maggior parte delle reti PoS, la posta di un validatore di transazioni deve essere bloccata, in modo che i gestori di rete siano scoraggiati dall’impegnarsi in comportamenti disonesti. Se un validatore tenta di introdurre transazioni fraudolente su una rete PoS, rischia di perdere l’importo puntato, oltre ad altri privilegi. I fautori del consenso basato su PoS sostengono che questo è un modo più efficace di gestire piattaforme di criptovaluta decentralizzate.

Problemi segnalati più di frequente con Proof-of-Work (PoW)

Uno degli argomenti principali contro PoW è che richiede quantità eccessive di elettricità per mantenere le reti crittografiche che utilizzano il meccanismo di consenso ad alta intensità energetica. Il quantità di elettricità necessaria per far funzionare la rete Bitcoin è paragonabile all’energia totale richiesta da interi paesi come l’Irlanda. Mentre i sostenitori di PoW hanno sostenuto che Bitcoin e altre piattaforme blockchain basate su PoW come Ethereum (per ora) potrebbero utilizzare energia rinnovabile, ci sono stati molti problemi relativi alla sicurezza che hanno influenzato negativamente le reti di criptovaluta basate su PoW. 

Il 51% degli attacchi, durante i quali uno o più attori cattivi acquisisce il controllo della maggior parte del potere hash di una rete crittografica, sono stati in aumento. Durante il 2018, sono state colpite criptovalute basate su PoW relativamente più piccole come Bitcoin Gold (BTG) attacchi multipli del 51%. Gli hacker che sono riusciti ad attaccare queste reti sono stati in grado di farlo perché queste piattaforme sono relativamente facili da prendere di mira rispetto a reti molto più grandi come Bitcoin o Litecoin.

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Poiché Bitcoin Gold non è protetto da tanti minatori quante sono le criptovalute molto più grandi, è più facile per entità dannose lanciare attacchi del 51% su queste reti. Sebbene un utente malintenzionato in grado di ottenere il controllo della maggioranza (51% o più) sul potere di hashing di una criptovaluta sia solo potenzialmente in grado di spendere il doppio delle proprie monete o fondi, pone comunque minacce significative alla sicurezza e può scoraggiare gli utenti dall’utilizzo di una piattaforma crittografica.

Perdere la fiducia e un male per la reputazione

Ad esempio, la piattaforma Verge (XVG), una delle principali criptovalute orientate alla privacy, è stata colpita almeno tre diversi attacchi del 51% durante il 2018. A causa di questo e di altri problemi relativi alla sicurezza della rete, la direzione di Verge ha perso preziosi clienti a cui era riuscita ad accedere, tra cui MindGeek, uno dei maggiori fornitori mondiali di intrattenimento per adulti.

Più recentemente, anche le criptovalute basate su PoW relativamente più grandi come Ethereum Classic (ETC) lo erano mirato con il 51% di attacchi. Classificata costantemente tra le prime 20 criptovalute per capitalizzazione di mercato, Ethereum Classic potrebbe ancora essere vulnerabile a più attacchi secondo i ricercatori di Parallel Industries. La società di ricerca crittografica ha pubblicato un file rapporto l’anno scorso in cui ha notato che “gli incentivi economici per i minatori stanno diminuendo per proteggere … reti di minoranza”, o quelli con meno utenti che aiutano a proteggere la rete.

Mentre il rapporto di Parallel Industries ha confrontato specificamente la sicurezza della rete Bitcoin con quella di Bitcoin Cash (BCH), si può sostenere che le catene più piccole basate su PoW corrono un rischio significativamente maggiore di essere compromesse a causa di un maggiore incentivo per i minatori a proteggere il grande piattaforma crittografica, a condizione che entrambe le reti utilizzino lo stesso algoritmo di mining..

Rispetto alle reti PoW, i fautori di catene PoS come gli sviluppatori del Lisk (LSK) credono che le reti blockchain che richiedono fondi per lo staking siano più sicure. Quando il denaro di un validatore di transazioni è bloccato, sarà incentivato ad agire in modo onesto e a lavorare in modo produttivo. Questo è l’argomento principale a sostegno dell’utilizzo del consenso basato su PoS, oltre ad essere un metodo più rispettoso dell’ambiente per la gestione di una piattaforma crittografica basata su blockchain.

Gli attuali protocolli di consenso basati su Proof of Stake (PoS) hanno i loro problemi

Sebbene l’introduzione di reti PoS su larga scala sia ancora nelle sue fasi iniziali, ci sono già stati diversi problemi relativi alla sicurezza che si sono verificati di recente a causa di una gestione impropria di queste nuove piattaforme. Nel settembre 2018, a documento trapelato di Maple Leaf Capital, un investitore di EOS, sembrava dimostrare che Huobi, operatore di scambio di criptovalute, potrebbe essere stato coinvolto nel voto reciproco come uno dei 21 produttori di blocchi EOS.

Le informazioni trapelate sembravano anche suggerire che Huobi avesse dato la mancia ad altri BP che avevano votato per continuare come BP, o convalidatore di transazioni su EOS. Block.one, la società di sviluppo software registrata nelle Isole Cayman che inizialmente ha sviluppato EOS, riconosciuto che il presunto comportamento disonesto da parte dei BP di EOS “ha messo in discussione l’affidabilità delle transazioni della blockchain di EOS”.

Protocolli di consenso Blockchain ancora in fasi di sviluppo preliminare

Come spiegato, le reti basate su PoW e PoS e le loro versioni più avanzate, come prova di lavoro ritardata (o DPoW usato da Komodo) e il proof-of-stake delegato (DPoS) usato da EOS e Tron – sono ancora nelle fasi preliminari di sviluppo. Nonostante gli attuali problemi relativi ai protocolli di consenso blockchain, gli sviluppatori nel settore delle criptovalute sembrano lavorare su versioni apparentemente innovative e migliorate degli algoritmi di consenso della rete crittografica.

Ad esempio, gli sviluppatori di NEO hanno recentemente detto a CryptoCompare di sì sviluppando quello che credono sia il miglior algoritmo di consenso blockchain, chiamato protocollo di consenso delegato Byzantine Fault Tolerant (dBFT). Come notato dal team di sviluppo di NEO, questo protocollo è simile al meccanismo di consenso di base proof-of-stake (PoS). Tuttavia, i creatori di dBFT hanno apportato diverse modifiche alle prime versioni di PoS nel tentativo di migliorarlo. Ad un certo punto durante il 2020, NEO lancerà NEO 3.0, che utilizzerà il protocollo dBFT di nuova concezione e introdurrà altre modifiche alla base di codice nella sua rete.

Mike Owergreen Administrator
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