Il Proof of Stake (PoS) è un meccanismo di consenso che esamina la quantità di criptovalute impegnate dai nodi partecipanti al fine di sceglierne uno per la convalida del blocco.
La rete ha bisogno di un metodo per organizzare tutti gli attori che agiscono con buone intenzioni, dato che ci sono molti utenti anonimi. Si considera che un partecipante abbia una “prova” quando dimostra di aver soddisfatto i requisiti essenziali per verificare un blocco di transazioni e di agire in buona fede.
Il Proof of stake (PoS) è paragonabile a un gioco di coordinamento in cui i partecipanti competono tra loro dimostrando di essere impegnati a giocare per sempre. Un token appartenente a un protocollo può essere puntato da un validatore come misura di impegno, a patto che il token possieda un qualche tipo di valore non associato alla rete.
Grazie alla sostituzione del fabbisogno energetico della proof of work (PoW) con la garanzia dei token, il metodo di consenso proof of stake (PoS), ampiamente utilizzato, è riconosciuto per la sua efficienza energetica rispetto ad altri meccanismi di consenso. Nel 2012, Peercoin è stata la prima criptovaluta a utilizzare questo modello alternativo.Inoltre, il metodo di consenso è ora utilizzato da più di ottanta criptovalute diverse.
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La proof of stake è il meccanismo di consenso blockchain del futuro?
In seguito al passaggio di Ethereum (ETH) dalla proof-of-work (PoW) alla proof-of-stake (PoS) nel settembre 2022, la proof-of-stake ha ricevuto ultimamente una notevole attenzione. D’altro canto, le parole e le azioni del presidente della SEC Gary Gensler hanno suscitato in molti il timore che le blockchain proof-of-stake siano soggette all’applicazione delle norme di sicurezza.
Inoltre, come ben sanno coloro che hanno familiarità con la guerra dei meccanismi di consenso, ci sono altre difficoltà e compromessi che, secondo i detrattori, limitano il suo potenziale di sicurezza e di resistenza alla censura su larga scala.Queste critiche si attengono ai più alti standard di onestà o sono per lo più guidate dal desiderio di massimizzare i profitti? Nell’ambito di questo articolo, analizzeremo questi problemi e valuteremo i vantaggi che il meccanismo Proof-of-Stake offre alle blockchain più diffuse.
Quando è nato il proof of stake
L’avvento di Bitcoin ha portato all’attenzione del mondo intero gli enormi vantaggi che le comunità basate su Internet possono ottenere utilizzando un software di registro distribuito (DLT). D’altra parte, con l’aumento del numero di utenti che hanno accettato la rete, sono emersi i suoi limiti in termini di scalabilità e infrastruttura.
Durante i periodi di alta domanda, le transazioni erano particolarmente lente e costose, e le preoccupazioni relative all’impatto sull’ambiente cominciarono ad affiorare quando i computer specializzati di tutto il mondo cominciarono a concentrare la loro potenza sulle attività di mining.
Qual è il funzionamento del sistema proof of stake (PoS)
Una tecnica di consenso nota come proof-of-stake dà ai detentori di valuta della rete la possibilità di bloccare o impegnare i propri beni in cambio dell’autorità di convalidare e aggiungere nuove transazioni alla blockchain. Una volta che questi staker, noti anche come validatori, raggiungono un certo livello di criptovalute impegnate (bloccate), vengono ricompensati con altre monete come segno di apprezzamento per il loro contributo alla rete.
Gli individui che hanno più da guadagnare dal sistema hanno una motivazione naturale a comportarsi in modo onesto e a mantenere il corretto funzionamento della rete, che è l’idea centrale alla base del modello Proof-of-Stake. È possibile che qualsiasi sforzo di disonestà possa comportare perdite significative del valore delle attività che hanno scommesso.
Per selezionare i validatori dei blocchi, la maggior parte degli algoritmi delle catene PoS utilizza un meccanismo di lotteria.Esiste una correlazione tra la quantità di monete che un convalidatore ha puntato e la probabilità che venga selezionato per generare nuovi blocchi e raccogliere le ricompense collegate a tali blocchi.
La delega e lo staking
I partecipanti alla rete che non sono in grado di pagare le spese di gestione di un nodo validatore hanno la possibilità di utilizzare una serie di servizi di staking per partecipare. La partecipazione su Ethereum, ad esempio, è soggetta a un periodo di blocco; pertanto, se un utente volesse partecipare direttamente, gli verrebbe impedito di accedere ai propri beni per un certo periodo di tempo. Nel caso in cui si preveda di avere accesso ai propri fondi prima della data di rilascio, si ha la possibilità di effettuare le puntate tramite piattaforme di liquid staking come Lido e Rocket Pool.
Le piattaforme in questione sono smart contract decentralizzati che puntano Ethereum (ETH) per conto dei clienti e danno un derivato di puntata noto come stETH in cambio degli ETH puntati. A seconda della quantità di stETH in possesso di un utente, questi guadagnerà degli incentivi. È possibile che questi derivati si allontanino dal valore dell’ETH a causa di fattori di mercato.
Altre blockchain che utilizzano la proof-of-stake, come Cardano (ADA), non prevedono periodi di lock-up per le quote delegate. È anche possibile per un utente delegare la propria ADA direttamente a un pool di partecipazione senza cedere il possesso del proprio nodo, se non desidera mantenere il proprio nodo.
Una percentuale delle ricompense ricevute dal validatore può essere distribuita agli staker in una qualsiasi delle due opzioni.Altre implementazioni, come la delegated proof-of-stake (DPoS), selezionano i validatori per i nuovi blocchi in base alla quantità di monete che i membri della comunità puntano sul nodo del validatore. Questo per garantire la sicurezza della blockchain.
Quali sono le differenze principali tra proof of work e proof of stake
La proof-of-stake si distingue dalla proof-of-work per una serie di aspetti importanti. La differenza più importante riguarda la quantità di energia utilizzata. Grazie alla sostituzione dei validatori con i minatori, Proof-of-Stake (PoS) elimina la necessità di spendere denaro in energia o di installare computer con circuiti integrati specifici per le applicazioni (ASIC) per convalidare e generare nuovi blocchi.
Con le blockchain proof-of-stake, viene eliminata la gara infinita che tradizionalmente richiede ai minatori di calcolare la stessa identica transazione, mentre solo uno di loro ne esce vincitore. Poiché la selezione dei convalidatori è determinata dal valore delle poste in gioco, ciò si traduce in una forte riduzione della quantità di energia consumata.
Oltre a questo, l’introduzione dei validatori è fondamentale per un altro aspetto. Con l’implementazione della proof-of-work, il valore della valuta della rete non dipende più da un elemento fisico, come l’elettricità, come avveniva in passato. Al contrario, il valore della valuta è determinato essenzialmente dall’attività economica che si svolge sulla rete blockchain. Attraverso il processo di accumulazione, i validatori hanno la possibilità di accrescere il loro dominio e le loro entrate, stabilendo così una domanda intrinseca per l’asset.
Un’altra distinzione tra una blockchain Proof-of-Work (PoW) e una che usa Proof-of-Stake (PoS) è che quest’ultima spesso offre a tutti i possessori di valuta l’opportunità di guadagnare ricompense contribuendo alla sicurezza della rete. Dall’altro lato, la catena Proof of Work (PoW) funziona solo per incoraggiare il coinvolgimento dei minatori.
Quali sono gli obiettivi del sistema Proof of Stake (PoS)
Lo scopo del metodo di consenso proof-of-stake è quello di rendere le blockchain più efficienti, riducendo al contempo l’impatto che il funzionamento di questi sistemi ha sull’ambiente. Le reti PoS sono in grado di elaborare un maggior numero di transazioni al secondo utilizzando una quantità ridotta di energia.Tuttavia, il modello impiega una strategia diversa per risolvere il trilemma che la tecnologia blockchain presenta.
Il trilemma della blockchain si basa sull’idea che le blockchain possano fornire solo due dei tre vantaggi associati a decentralizzazione, sicurezza e scalabilità.È generalmente accettato che le reti Proof-of-Stake siano più centralizzate del meccanismo Proof-of-Work di Bitcoin (BTC), nonostante siano in grado di scalare per gestire altri casi d’uso importanti, come l’hosting di applicazioni decentralizzate. Inoltre, entrambi i sistemi forniscono un livello di protezione che è destinato ad aumentare con l’aumentare del numero di utenti.
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Come funziona la sicurezza delle reti proof of stake (PoS)
Le blockchain che utilizzano il protocollo proof-of-stake ereditano la sicurezza perché affidano la responsabilità di controllare e convalidare le transazioni agli attori più importanti della blockchain. A causa dell’enorme valore economico che viene bloccato, i validatori sono tenuti ad agire onestamente o rischiano di subire enormi perdite nel caso in cui venga violata l’integrità del libro mastro.
Tuttavia, anche un sistema di questo tipo è suscettibile all’ipotetico assalto del 51%, che si verifica quando un individuo o un gruppo ostile controlla più della metà delle attività puntate sulla rete e ha la capacità di modificare il libro mastro per minare la fiducia pubblica nella rete.
Altre strategie delle blockchain PoS per proteggersi da un attacco 51%.
Un esempio è l’implementazione di Ethereum dello “slashing“, una funzione che consente ai validatori affidabili di votare contro le transazioni fraudolente e distruggere l’ETH puntato dall’attore disonesto. Grazie a questa strategia, vi è un minore incentivo per i cattivi attori, che possono iniziare rapidamente a guadagnare denaro comportandosi nel migliore interesse della rete.
Il numero di nodi validatori in una catena Proof-of-Stake determina il livello di sicurezza offerto. Il livello di vulnerabilità della rete a una violazione della sicurezza diminuisce in proporzione al numero di validatori e alla dispersione delle poste in gioco nella rete. I criteri di funzionamento di un nodo validatore variano da una catena Proof-of-Stake (PoS) all’altra, e queste differenze possono avere un’influenza sostanziale sulla decentralizzazione e sulla sicurezza della rete.
Nonostante il fatto che il numero di validatori sulle blockchain Proof-of-Stake tenda ad aumentare linearmente dopo l’introduzione della rete, la crescita può essere ostacolata da variabili come il limite minimo di puntata e i requisiti per l’hardware. Quando si parla di sicurezza e decentralizzazione, le reti che hanno requisiti minimi di configurazione e un elevato valore economico sono in grado di produrre risultati maggiori nel lungo periodo.
Pro e contro dell’uso della proof-of-stake nelle criptovalute
La proof-of-stake, come altri processi di consenso, ha una serie di vantaggi e svantaggi che la caratterizzano. I vantaggi sono responsabili della sua ampia accettazione in tutto l’ecosistema delle criptovalute, mentre gli svantaggi fanno luce sulle ragioni per cui reti consolidate come Bitcoin continuano a operare con il consenso proof-of-work.
Vantaggi
- Efficienza energetica
Le reti proof-of-stake (PoS) sono efficienti dal punto di vista energetico grazie al fatto che i validatori vengono selezionati in base alle poste in gioco o a vincoli arbitrari come la reputazione e la durata della posta in gioco. Rispetto ai requisiti necessari per condurre un’operazione di mining di Proof-of-Work, anche l’hardware necessario è piuttosto conveniente. - Operazioni rapide e a basso costo
Poiché alcune reti proof-of-stake sono in grado di facilitare le transazioni in modo rapido ed efficace, sono ideali per l’utilizzo in applicazioni decentralizzate e altre applicazioni blockchain contemporanee. È essenziale tenere presente che le implementazioni di proof-of-stake non sempre comportano un aumento dei costi. Ad esempio, il passaggio da Proof-of-Stake a Proof-of-Stake su Ethereum non ha comportato grandi modifiche al modello (valore massimo estraibile) che è responsabile della velocità e del costo delle transazioni. - La capacità di adattarsi e svilupparsi in fretta
I validatori hanno la possibilità di votare rapidamente per modificare le diverse implementazioni di PoS al fine di adattarsi ai requisiti della rete. D’altra parte, a causa dei vincoli tecnologici, è tipicamente difficile implementare tali modifiche su un paradigma legacy come il PoW.
Aspetti negativi
- Tecnologia nuova
Il Proof-of-stake e le recenti modifiche al processo di consenso sono ancora molto giovani e non hanno ancora dimostrato di essere efficaci per lunghi periodi di tempo.Si teme inoltre che il paradigma possa portare all’emergere di nuove vulnerabilità man mano che si diffonde. - Vulnerabilità importanti
Il sistema continua a essere suscettibile di vulnerabilità a causa del fatto che le catene proof-of-stake stabiliscono il loro valore in base alla valuta sottostante piuttosto che a un bene del mondo reale.Le reti PoS devono impegnarsi maggiormente per scoraggiare l’acquisto di influenza da parte di giocatori benestanti. È possibile che questo renda più complicata la procedura e più difficile la verifica di attività inappropriate. Gli investimenti in energia richiesti dalle catene Proof-of-Work non sono direttamente legati al valore delle criptovalute. Tuttavia, continuano a essere suscettibili di influenze concentrate sui ricchi. - Pericolo di centralizzazione
Il sistema tende inoltre a diventare sempre più centralizzato, in quanto i ricchi aumentano continuamente il loro controllo grazie al fatto che hanno una partecipazione significativa nella rete. Tuttavia, questo fenomeno suscita anche preoccupazioni per quanto riguarda la governance. I validatori che possiedono partecipazioni considerevoli possono potenzialmente avere un’influenza smodata sulla verifica delle transazioni.
