Una guida comparativa degli algoritmi di consenso Blockchain: PoW vs. PoS

La rete distribuita decentralizzata della tecnologia Blockchain crea un sistema privo di corruzione e offre maggiore sicurezza, trasparenza e immutabilità: lo sai già! Ma ti sei mai chiesto come viene governato un sistema senza un'autorità centrale o come vengono verificate le decisioni sulle transazioni?

Una delle promesse più significative della tecnologia blockchain è un sistema peer-to-peer affidabile in cui una comunità aiuta a verificare se le transazioni sono autentiche. Tuttavia, ti sei mai chiesto esattamente come succede? Bene, diverse blockchain usano metodi diversi che sono chiamati algoritmi di consenso blockchain.

Conosciuti anche come protocolli di consenso, questi algoritmi sono insiemi di regole attraverso le quali operano le reti. Se questo sembra interessante, leggi la nostra guida completa per scoprire quali sono gli algoritmi di consenso blockchain, i loro obiettivi, come funzionano e la differenza tra i due più popolari in uso oggi.

Come funzionano le blockchain

La blockchain è un sistema per registrare informazioni che non possono essere alterate o violate. Chiamata anche Distributed Ledger Technology (DLT), la blockchain utilizza l'hashing crittografico di decentralizzazione per creare una cronologia sicura e trasparente delle risorse digitali.

Sebbene la blockchain funzioni su un sistema più complesso, l'analogia in qualche modo spiega come funziona: l'illustrazione più semplice di come funziona la blockchain è Google Doc. Puoi condividere e distribuire qualsiasi documento creato tramite Google Documenti all'interno di un team invece di copiarlo e trasferirlo.

Google Docs utilizza una catena di distribuzione decentralizzata che consente a tutti i membri del team di accedere al documento contemporaneamente. Tutte le modifiche apportate al documento vengono registrate in tempo reale e sono trasparenti, poiché nessun membro è bloccato.

Ogni blocco della catena di blocchi porta diverse transazioni. Ogni volta che un utente aggiunge una nuova transazione sulla blockchain, il record della transazione viene aggiunto a tutti i registri dei partecipanti.

Allo stesso modo, ogni volta che un utente modifica un blocco nella catena, diventa evidente a tutti i computer partecipanti che è stata apportata una modifica. Qualsiasi hacker intenzionato a corrompere il sistema dovrebbe modificare tutti i blocchi della catena in ogni versione distribuita della catena.

Che cos'è un meccanismo di consenso Blockchain?

Un meccanismo di consenso è una formula mediante la quale qualsiasi gruppo di persone senza un'autorità centrale superiore prende decisioni e garantisce il rispetto degli accordi. Un algoritmo di consenso blockchain si riferisce al processo attraverso il quale utenti o colleghi all'interno di una rete blockchain raggiungono un accordo o un consenso comune riguardo allo stato in tempo reale della blockchain.

Il protocollo di consenso consente alla rete blockchain di raggiungere l'affidabilità e creare fiducia tra note diverse, oltre a garantire la sicurezza all'interno del libro mastro distribuito. Un algoritmo di consenso diventa parte integrante di ogni app blockchain o progetto DApp all'interno della blockchain.

I meccanismi di consenso blockchain sono generalmente responsabili delle seguenti tre cose:

• Assicurano che il prossimo blocco della catena sia l'unica versione corretta della verità.
• Impediscono agli aggressori malintenzionati di raggiungere il 51% di hash power e di usurpare il sistema, biforcando con successo la catena.
• Garantiscono l'affidabilità di una rete, compresi i nodi multipli, che è tra gli aspetti più importanti in quanto afferma l'integrità della rete. L'elemento più critico dei meccanismi di consenso è garantire che gli utenti non spendano la stessa criptovaluta due volte (doppia spesa).

Altri fornitori di servizi finanziari come le società di carte di credito e di debito non gestiscono meccanismi di consenso poiché, a differenza delle società blockchain, le aziende controllano le loro reti. Il sistema invia le informazioni a un database centrale ogni volta che utilizzi le loro carte di credito. Gli utenti di carte di credito ritengono che le aziende possano proteggere sia i propri dati che il processo dei rispettivi ordini durante le transazioni.

Poiché solo la società della carta di credito controlla l'intera rete, si riserva il diritto di annullare o censurare qualsiasi transazione. Oltre al diritto alla censura e alla loro incapacità di risolvere le controversie, la maggior parte dei database centralizzati è altamente suscettibile al rischio di pirateria informatica e corruzione.

Entra nella blockchain e nell'era delle criptovalute; è diventato possibile condurre transazioni peer-to-peer affidabili, immutabili e tracciabili all'interno di una rete decentralizzata. Poiché non esiste un'autorità centrale o superiore all'interno di tali reti per far rispettare le regole stabilite, i diversi tipi di algoritmi di consenso blockchain assicurano che ogni partecipante alla rete sia d'accordo e giochi secondo le regole.

Obiettivi dei meccanismi di consenso Blockchain

I seguenti sono tra gli obiettivi primari dei meccanismi di consenso blockchain.

#1. Accordo unificato

Raggiungere un accordo unificato è uno dei principali obiettivi del meccanismo di consenso. I protocolli incorporati nella rete distribuita della blockchain assicurano che tutti i dati inseriti durante il processo siano veritieri e accurati e che lo stato del libro mastro rimanga aggiornato. Di conseguenza, gli utenti possono effettuare transazioni senza necessariamente creare fiducia con i loro colleghi.

#2. Creare un Incentivo Economico Comune

Poiché la blockchain è un sistema trustless che si autoregola, gli interessi di tutti i partecipanti devono essere allineati. In una situazione del genere, un algoritmo di consenso blockchain premia coloro che rispettano la linea e punisce i cattivi attori mentre regola gli incentivi economici.

#3. Correttezza ed equità

I protocolli di consenso assicurano che tutti gli utenti interessati possano partecipare all'interno della rete utilizzando le stesse basi. Di conseguenza, giustifica il decentramento e gli aspetti open source del sistema blockchain.

#4. Elimina i difetti

Il metodo del meccanismo di consenso garantisce inoltre che la blockchain sia coerente, affidabile e priva di errori, il che significa che il sistema può funzionare in modo indipendente in ogni momento, anche in caso di guasti e minacce.

Tipi di algoritmi di consenso Blockchain: Proof of Work vs Proof of Stake

Esistono numerosi algoritmi di consenso all'interno dell'ecosistema blockchain e molti altri sono ancora in fase di sviluppo. Pertanto, ogni utente o imprenditore deve conoscere le caratteristiche dei diversi meccanismi di consenso e saper individuare quelli scarsi. Dopo aver appreso le basi degli algoritmi di consenso blockchain, è tempo di scoprire i punti di forza e di debolezza dei due metodi di consenso più popolari.

Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS) sono i metodi di consenso blockchain più utilizzati. Entrambi regolano il processo attraverso il quale le transazioni peer-to-peer vengono verificate e aggiunte al libro mastro pubblico distribuito di una blockchain senza un'autorità centrale. Conoscere le differenze tra PoW e PoS può aiutarti a valutare facilmente le criptovalute nel tuo portafoglio.

Che cos'è la prova di lavoro (PoW)?

Il metodo di consenso Proof of Work ha debuttato all'inizio degli anni '90 per gestire lo spam tramite posta elettronica. L'idea alla base era che un computer doveva eseguire una piccola quantità di lavoro prima di poter inviare un'e-mail. Mentre il lavoro doveva essere banale per chiunque inviasse una o due e-mail legittime, richiedeva enormi quantità di risorse e potenza di calcolo per chiunque intendesse inviare e-mail di massa. Il creatore di Bitcoin, Satoshi Nakamoto, è stata la prima persona ad applicare la tecnologia del denaro digitale nel white paper di Bitcoin.

un. Ordinamento Blockchain

Sai già che una blockchain è composta da una stringa di blocchi che rappresentano gruppi di transazioni allineate cronologicamente. Il primo blocco nella blockchain basata sul lavoro è hardcoded nel software ed è chiamato blocco 0 o blocco Genesis. Mentre il primo blocco non fa riferimento a nessun blocco precedente, tutti gli altri blocchi che entrano nella blockchain devono fare riferimento a blocchi precedenti. Ognuno porta con sé una copia del libro mastro aggiornato.

b. Consumo energetico

L'algoritmo di prova del lavoro utilizza una gara competitiva per determinare chi tra i partecipanti (minatori di criptovaluta) può modificare il libro mastro. I minatori devono utilizzare l'energia computazionale per qualificarsi per proporre blocchi validi in linea con le regole della rete.

I computer che eseguono il software Bitcoin, noti come nodi, convalidano le transazioni, prevengono la doppia spesa e determinano se un blocco proposto deve unirsi alla catena. I minatori di Bitcoin competono l'uno contro l'altro per avere la possibilità di creare un nuovo blocco risolvendo complesse somme matematiche attraverso un processo chiamato hashing. I problemi matematici sono difficili da risolvere, ma la rete può facilmente verificare la soluzione corretta.

c. Partecipazione

Il metodo di consenso PoW combina la potenza computazionale con la crittografia per creare consenso e convalidare le transazioni registrate nella blockchain. I minatori che partecipano al processo di hashing devono generare la risposta corretta al problema matematico per qualificarsi per aggiungere un nuovo blocco alla catena.

I minatori partecipanti indovineranno una stringa di numeri pseudocasuali che, una volta combinati con le informazioni nel blocco e passati attraverso un computer con funzione hash, devono fornire una soluzione che corrisponda alle condizioni impostate in anticipo dall'algoritmo.

Una volta derivata una risposta, il sistema trasmette l'hash vincente alla rete in modo che altri minatori possano verificarne la validità. Se gli altri minatori verificano l'hash, il blocco verrà aggiunto alla blockchain e il minatore di successo riceverà un compenso tramite la ricompensa del blocco.

d. Distribuzione premi

La persona che estrae un blocco accettato come valido all'interno della rete riceve una ricompensa per il blocco, di solito una nuova criptovaluta. Per le criptovalute come Bitcoin, la blockchain riduce sistematicamente l'importo della ricompensa del blocco dopo che è stato creato un determinato numero di blocchi per mantenere l'importo totale dei fondi finito e deflazionistico.

Cos'è la Proof of Stake (PoS)?

Il metodo di consenso Proof of Stake (PoS) è un emendamento del PoW che ha debuttato nel 2012. Invece di fare affidamento esclusivamente su computer che competono l'uno contro l'altro per creare l'hash corretto, l'obiettivo di un protocollo di consenso PoS è consentire la partecipazione attraverso la proprietà della particolare criptovaluta. L'obiettivo era quello di affrontare principalmente l'elevato consumo di energia del PoW per determinare l'ordinamento blockchain.

L'algoritmo PoS utilizza una serie predeterminata di fattori per eleggere in modo pseudo-casuale un nodo tra i possessori di monete per proporre il blocco successivo alla blockchain. È compito del nodo selezionato verificare la validità delle transazioni all'interno di un blocco oltre a firmare e proporre il blocco alla blockchain per la convalida.

un. Ordinamento Blockchain

Come il meccanismo PoW, il metodo di consenso PoS consiste in una serie di blocchi allineati cronologicamente. Anche il primo blocco all'interno di una blockchain basata su PoS è codificato nel software genesis block. Tutti i blocchi successivi aggiunti alla blockchain devono fare riferimento al blocco precedente e portare un'intera copia del libro mastro aggiornato. Tuttavia, a differenza del metodo PoS, i nodi partecipanti non competono per essere selezionati per aggiungere blocchi. Di conseguenza, i nuovi blocchi vengono solitamente forgiati o coniati anziché estratti.

b. Consumo energetico

Le blockchain basate su PoS sono famose per l'utilizzo di un sistema ad alta efficienza energetica per determinare chi può proporre nuovi blocchi e non dipendono da un elevato consumo di energia e potenza di calcolo. I fautori del meccanismo di consenso PoS lo considerano un meccanismo rispettoso dell'ambiente in cui a un singolo nodo viene assegnata l'attività di creare nuovi blocchi invece di competere l'uno contro l'altro.

Poiché il mining di PoW e il conio di PoS richiedono entrambi un consumo di energia, i nodi di mining e di conio sono motivati ​​a utilizzare la forma più economica possibile di elettricità, che molto spesso proviene da risorse rinnovabili come l'energia idroelettrica, eolica o solare piuttosto che da fonti di emissione di gas serra come il carbone.

Mentre i minatori PoS richiedono solo una fonte Internet attiva che richiede una piccola quantità di energia, i minatori PoW, d'altra parte, devono acquisire hardware specializzato (GPU), apparecchiature di mining e altri dispositivi costosi per avere la possibilità di produrre un blocco.

c. Partecipazione

Per partecipare al metodo di consenso PoS e avere la possibilità di essere selezionato per aggiungere blocchi alla catena, un utente deve puntare o bloccare una quantità specifica di token della blockchain in un particolare contratto intelligente. La tua possibilità di essere selezionato per partecipare è determinata dalla quantità di criptovaluta che scommetti.

Gli utenti che agiscono in modo dannoso o violano le regole stabilite potrebbero finire per perdere la loro puntata come punizione. L'algoritmo PoS utilizza diversi altri fattori determinanti per evitare di favorire solo i nodi più ricchi, alcuni dei quali includono la pura randomizzazione o il numero di volte in cui un nodo ha puntato monete.

d. Distribuzione premi

Come il meccanismo di consenso PoW, gli utenti che propongono con successo un blocco valido vengono ricompensati con una ricompensa in blocco, che fa riferimento alla criptovaluta della blockchain. Tuttavia, poiché la proprietà delle monete determina la selezione, alcuni scambi di criptovalute offrono servizi di puntata piazzando puntate per conto degli utenti in cambio di pagamenti regolari.

PoW vs. PoS: dove appartiene il futuro?

Il nostro verdetto sugli algoritmi di consenso blockchain proof of work vs. proof of stake è che entrambi funzionano in modo diverso per raggiungere lo stesso scopo. Tuttavia, poiché la prova della posta in gioco è ancora relativamente nuova sul mercato, potrebbe essere ingiusto esprimere un giudizio su quale tra di loro sia il vincitore assoluto.

PoW è stato il tradizionale meccanismo di consenso nella maggior parte delle blockchain originali come Bitcoin ed Ethereum. Tuttavia, Ethereum sta adottando un nuovo protocollo PoS nel tentativo di mostrare il potenziale del metodo di consenso emergente.

Il meccanismo di consenso PoW ha resistito alla prova del tempo e si è dimostrato un modo per proteggere una blockchain. Tuttavia, ha avuto un impatto negativo sulla scalabilità della rete, che influisce negativamente sulle transazioni. Al giorno d'oggi, le persone raramente hanno la possibilità di estrarre, poiché le grandi organizzazioni minerarie centralizzate con un'immensa potenza di calcolo l'hanno rilevata, rendendo insostenibili i costi associati.

L'algoritmo PoS, d'altra parte, è più efficiente dal punto di vista energetico e le reti sottostanti godono di una maggiore scalabilità e transazioni più efficienti. Tuttavia, il meccanismo fornisce meno sicurezza per le criptovalute messe in staking dai partecipanti.

Conclusione

Il PoS è arrivato per risolvere i difetti inerenti al meccanismo PoW e, ovviamente, prosperare dal punto di vista dell'efficienza energetica. Tuttavia, entrambi gli algoritmi di consenso blockchain potrebbero essere presenti nel prossimo futuro, considerando che Bitcoin è bloccato con PoW mentre Ethereum gravita verso PoS.

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