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Consenso blockchain proof-of-work: cos’è e come funziona

Il meccanismo di consenso blockchain proof-of-work ha guadagnato molta trazione a causa della sua importanza nella gestione di Bitcoin. Tuttavia, la storia dei prigionieri di guerra risale ai primi anni novanta quando i tecnologi lo usavano per prevenire attacchi denial of service.

Il motivo è che Bitcoin ha deciso di esplorare questo consenso perno sulla stessa motivazione: salvaguardare la rete da attacchi o attività fraudolente.

Come funziona POW?

Nel consenso POW, i minatori competono l’uno contro l’altro per risolvere un puzzle matematico. Devono risolverlo con prove. Colui che completa il puzzle crea per primo il blocco successivo nella catena e lo pubblica sulla rete. Gli altri minatori coinvolti nel processo trasformano i validatori e verificano se la soluzione è corretta.

Il minatore che ha risolto con successo il puzzle riceve ricompense in gettoni.

Come notato in precedenza, l’idea di POW è stata pubblicata per la prima volta da Cynthia Dwork e Moni Naor nel 1993. Successivamente, Satoshi Nakamoto lo ha portato sulla scena blockchain con l’introduzione della blockchain nel 2008.

Il lavoro di mining richiede computer ed energia per eseguirli. Ci sono diversi vantaggi per il sistema POW, ed è per questo che diverse monete, oltre a Bitcoin, come Litecoin ed Ethereum 1.0, lo sfruttano.

I vantaggi dei prigionieri di guerra

Il vantaggio vitale di POW è che è sicuro.

Proof-of-Work richiede che un minatore si impegni in funzioni di hashing in modo casuale. Il processo continua fino ad arrivare all’output corretto. Richiede di assumere oltre il 51% della potenza di hashing per un hacker per perturbare la rete. Raggiungere il 51% richiede un’enorme quantità di potenza di calcolo.

Generare questa energia comporta un costo finanziario immensamente elevato che va nell’acquisto dell’hardware e nel pagamento dell’elettricità.

Non è affatto incentivante per un hacker a fare questo sforzo poiché l’importo che l’hacker spende potrebbe superare i profitti che otterrebbe dall’hacking o dallo spamming. Se un numero significativo di nodi viene minato, la potenza di calcolo necessaria per sopraffare la rete diventa praticamente irraggiungibile per lo spammer.

In effetti, POW fornisce sicurezza a un’intera rete. Ma ci sono anche diversi inconvenienti del processo.

Gli aspetti negativi della proof-of-work

Il mining di Bitcoin è ad alta intensità energetica e, pertanto, non è raccomandabile per l’ambiente.

Secondo uno studio, il mining di Bitcoin consuma più di 120 terawattora di energia ogni anno e spesso i minatori utilizzano elettricità prodotta da combustibili fossili. Oltre a disincentivare un potenziale aggressore, non vi è altra penalità per un minatore malintenzionato. Se un minatore riesce a prendere oltre il 51% della potenza di hashing, non c’è nessun altro posto di controllo per impedirgli di dettare la rete. In POW, ogni nodo deve elaborare ogni transazione. Pertanto, il processo diventa dispendioso in termini di tempo e difficile da scalare.

L’intento di combattere questi inconvenienti ha introdotto altri meccanismi di consenso blockchain con proof-of-stake che è il più popolare e ben accettato tra loro.

Cos’è la Proof-of-Stake?

Il concetto di consenso Proof-of-Stake (POS) è emerso come alternativa al POW.

In POS, una persona può convalidare le transazioni di blocco in base al numero di token detenuti. Possedere più token implica più potere di convalida. In Proof-of-Stake, un validatore deve puntare o bloccare un certo numero di token nativi di quella rete.

Una volta puntato, la rete sceglie casualmente uno di questi validatori per creare blocchi e confermare quelli che altri hanno creato. La rete utilizza anche queste monete per incentivare i partecipanti. Ad esempio, la rete può portare via una parte delle partecipazioni del partecipante, penalizzando il cattivo comportamento della rete. Un comportamento di rete errato potrebbe essere offline, collusione intenzionale o mancata convalida. I validatori potrebbero finire per perdere tutte le loro partecipazioni.

Vantaggi del POS

Poiché gli esperti di blockchain hanno concepito il POS come una cura ai difetti di POW, il POS presenta molti vantaggi.

Ad esempio, non è necessaria molta energia per estrarre blocchi. Riduce la barriera di ingresso in quanto il requisito di hardware ed elettricità è molto più basso. È più inclusivo e consente più nodi nella rete, rafforzando essenzialmente il concetto centrale di decentralizzazione.

Inoltre, tutti coloro che prendono parte al processo di convalida possono potenzialmente guadagnare premi (di solito sotto forma di un rendimento percentuale annuale nel token che stanno puntando).

POS consente anche il partizionamento orizzontale in cui è possibile distribuire il carico della rete tra molte catene. A sua volta, rende la rete più scalabile e facile da coltivare. Ma, come ogni altro sistema, processo o protocollo, anche il POS soffre di inconvenienti.

Aspetti negativi della prova di puntata

POS è vulnerabile a una vasta gamma di potenziali attacchi a cui POW è immune.

Un attacco di tangente a basso costo è uno di questi attacchi in cui un utente malintenzionato esegue una transazione che originariamente intendeva annullare. Dopo aver condotto la transazione, l’attaccante attende che raggiunga un accordo. Una volta sistemato, l’attaccante biforca la blockchain e continua a costruire su di essa fino al momento in cui diventa più lunga dell’originale. Successivamente, l’attaccante pubblica la blockchain nel suo complesso. L’esecuzione di un tale attacco al POS, stimato, costa 50 volte meno di quanto richiede POW.

Oltre a questo tipo di attacco, POS è anche vulnerabile agli attacchi di servizio, agli attacchi Sybil e agli attacchi Denial of Service.

Bitcoin adotterà mai POS?

Molti esperti di crittografia, come il fondatore di Bitcoin Suisse, Niklas Nikolajsen, ritengono che Bitcoin alla fine seguirà il percorso dell’ETH 2.0 e passerà al POS.

Gran parte di questa ipotesi derivava dai problemi di utilizzo sostenibile dell’energia che aleggiavano intorno al mining di Bitcoin. Ma POW, come concetto, ha superato la prova del tempo in quanto risale al tempo prima che Bitcoin apparisse sul mercato. Molti credono che il passaggio di Bitcoin al consenso POS non accadrà in quanto sarebbe tecnicamente impegnativo e disincentivante per coloro che hanno già investito molti sforzi e risorse in esso.

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