Proof of Work VS Proof of Stake: Quale è meglio?

Mag 30, 2022 | 0 commenti

Sei interessato all’argomento Proof of Work VS Proof of Stake? O forse vuoi solo sapere un po’ di più sul processo di come estrarre Ethereum, Bitcoin, Dash e altre popolari blockchain che usano Proof of Work? In ogni caso, sei venuto nel posto giusto.

Entrambi questi modelli sono chiamati ‘meccanismi di consenso’, e sono un requisito attuale per confermare le transazioni che avvengono su una blockchain, senza la necessità di una terza parte. Ci addentreremo di più in questo argomento presto, però.

Comunque, in questa guida Proof of Work VS Proof of Stake, inizierò spiegando le basi di ogni modello, seguito da quali blockchain popolari li hanno adottati.

In seguito, darò una spiegazione molto semplice su come funziona la tecnologia e su come permettono alle persone di guadagnare criptovalute extra diventando un miner!

Infine, spiegherò perché credo che Proof of Stake sia un modello molto migliore di Proof of Work, oltre a fornire alcuni esempi reali di ciascun modello.

Alla fine della lettura della mia guida dall’inizio alla fine, sarai in grado di spiegare comodamente ai tuoi amici cos’è ogni meccanismo di consenso, come funziona e quale è migliore!

Proof of Stake VS Proof of Work: Le basi

Quando Satoshi Nakamoto stava costruendo la prima criptovaluta, Bitcoin, doveva trovare un modo per verificare le transazioni senza il bisogno di usare una terza parte. Questo è stato raggiunto quando ha creato il sistema Proof of Work.

Essenzialmente, la proof of work è usata per determinare come la blockchain raggiunge il consenso. In altre parole, come può la rete essere sicura che la transazione sia valida e che qualcuno non stia cercando di fare cose sbagliate, come spendere gli stessi fondi due volte?

Anche se lo spiegherò più dettagliatamente in seguito, la prova di lavoro si basa su una forma avanzata di matematica chiamata “crittografia”. Questo è il motivo per cui le monete digitali come Bitcoin ed Ethereum sono chiamate ‘criptovalute’!

La crittografia utilizza equazioni matematiche che sono così difficili che solo potenti computer possono risolverle. Nessuna equazione è mai uguale, il che significa che una volta risolta, la rete sa che la transazione è autentica.

Molte altre blockchain hanno copiato il codice originale di Bitcoin e, come tali, utilizzano anche il modello Proof of Work. Anche se Proof of Work è un’invenzione straordinaria, è tutt’altro che perfetta. Non solo ha bisogno di una quantità significativa di elettricità, ma è anche molto limitato nel numero di transazioni che può elaborare allo stesso tempo.

Di conseguenza, sono stati creati altri meccanismi di consenso, e uno dei più popolari è il modello Proof of Stake. Proof of Stake è stato creato nel 2012 da due sviluppatori chiamati Scott Nadal e Sunny King. Al momento del suo lancio, i fondatori sostenevano che Bitcoin e il suo modello Proof of Work richiedevano l’equivalente di 150.000 dollari in costi giornalieri di elettricità.

Da allora, questa cifra è aumentata a milioni di dollari, di cui parlerò più in dettaglio più avanti in questo articolo.

Comunque, il primo progetto blockchain in assoluto ad usare il modello Proof of Stake è stato Peercoin. I benefici iniziali includono un sistema di mining più equo e paritario, transazioni più scalabili e meno dipendenza dall’elettricità.

Di conseguenza, la seconda criptovaluta più popolare al mondo, Ethereum, sta cercando di passare da Proof of Work a Proof of Stake. La data di Ethereum Proof of Stake deve ancora essere confermata, tuttavia, il team sta lavorando duramente per arrivarci il prima possibile.

Quindi, ora che conosci le basi, la prossima parte della mia guida ‘Proof of Work VS Proof of Stake’ esaminerà quali blockchain hanno adottato ciascuno dei due modelli!

Adozione PoW VS Adozione PoS
Il punto di partenza più ovvio è discutere l’adottante originale di Proof of Work, che è la blockchain di Bitcoin. Ogni volta che viene inviata una transazione, la rete impiega circa 10 minuti per confermarla. Inoltre, la blockchain Bitcoin può gestire solo circa 7 transazioni al secondo.

Questo ha portato ad un aumento significativo delle commissioni di transazione rispetto a quando il progetto è iniziato nel 2009. Per esempio, le commissioni di Bitcoin inizialmente costavano una frazione molto piccola di un centesimo, il che ha reso la rete utile per il trasferimento di piccole somme. Tuttavia, come vedrete dal grafico qui sotto, questo è aumentato fino a 40 dollari per transazione durante il suo periodo più trafficato nel dicembre 2017!

Proof of Work VS Proof of Stake

Anche se queste tasse sono state ridotte, sono ancora troppo alte per renderlo adatto come sistema di pagamento globale. La maggior parte di questi problemi sono dovuti principalmente ai limiti del Proof of Work.

La seconda criptovaluta più popolare al mondo, Ethereum, utilizza anch’essa il Proof of Work. È interessante notare che gli sviluppatori hanno apportato alcune modifiche al codice originale, che hanno permesso alla rete di elaborare le transazioni in soli 16 secondi. Anche se questo non è il più veloce del settore, è significativamente più veloce dei 10 minuti che impiega Bitcoin.

Tuttavia, i problemi di scalabilità che il Proof of Work ha causato al Bitcoin sono un problema anche per Ethereum. La quantità massima di transazioni che la blockchain di Ethereum può elaborare è 15, che ancora una volta, è sostanzialmente inferiore alle esigenze della rete. Tuttavia, anche se la data di Ethereum Proof of Stake non è ancora ufficiale, si spera che aumenterà questo numero a migliaia al secondo.

Proprio come Ethereum, altre blockchain a volte usano una variazione di Proof of Work cambiando il tipo di algoritmo che supporta il processo di convalida delle transazioni. Altre blockchain popolari che hanno installato Proof of Work includono Bitcoin Cash e Litecoin.

Un’altra nota blockchain che utilizza il modello Proof of Stake è NEO. Il protocollo cinese di smart contract ha avuto un viaggio incredibile da quando è stato lanciato per la prima volta nel 2016, aumentando il valore della sua moneta di oltre il 100.000%!

Quindi, ora che sapete quali blockchain popolari utilizzano la proof of work o la proof of stake, la prossima parte della mia guida “Proof of Work VS Proof of Stake” esaminerà come vengono verificate le transazioni. Iniziamo con la Proof of Work!

Prova di lavoro: come vengono verificate le transazioni?
Come potete immaginare, migliaia di persone usano Bitcoin, Ethereum e altre blockchain che utilizzano il modello Proof of Work. Nel mio esempio qui sotto, userò Bitcoin, tuttavia, il processo è lo stesso nelle blockchain alternative Proof of Work.

Ho detto prima che le transazioni Bitcoin richiedono 10 minuti prima di essere confermate come valide. Bene, in ogni intervallo di 10 minuti, viene creato qualcosa chiamato un nuovo “blocco”.

Ogni blocco contiene diverse transazioni al suo interno, che devono essere verificate indipendentemente. Affinché la rete Bitcoin raggiunga questo obiettivo senza una terza parte, qualcuno deve usare la sua potenza di calcolo per risolvere un algoritmo crittografico, altrimenti noto come Proof of Work.

Una volta raggiunto questo risultato, non solo la transazione viene contrassegnata come valida, ma viene anche pubblicata sulla blockchain pubblica affinché tutti possano vederla. Potreste chiedervi perché qualcuno dovrebbe comprare hardware e consumare molta elettricità solo per aiutare a confermare le transazioni Bitcoin.

Bene, la semplice risposta è che le persone sono ricompensate con Bitcoin aggiuntivi (o qualsiasi criptovaluta Proof of Work stia confermando) per i loro sforzi. La cosa importante da capire è che non tutti ricevono una ricompensa. Migliaia di dispositivi individuali competono tutti per diventare i primi a risolvere l’algoritmo crittografico. Chi ci arriva per primo, vince la ricompensa.

Parlerò di questo in modo più dettagliato più avanti, ma uno dei problemi principali con Proof of Work è che non è un sistema equo, perché quelli con i dispositivi hardware più potenti e costosi avranno sempre le maggiori possibilità di vincere la ricompensa.

Andando avanti, a causa del modo in cui il puzzle crittografico è creato, l’unico modo in cui può essere risolto è usando prove ed errori. Anche se l’ho semplificato notevolmente, date un’occhiata al seguente esempio:

1. La prova di lavoro somma matematica = 5+7

2. La risposta è 12.

3. Chi ottiene la risposta per primo, vince la ricompensa di estrazione.

4. Il minatore 1 e il minatore 2 competono tra loro, con i risultati mostrati qui sotto.

Minatore 1

Tentativo 1: 5+7 = 10 *Non corretto

Tentativo 2: 5+7 = 13 *Non corretto

Tentativo 3: 5+7 = 9 *Non corretto

Minatore 2

Tentativo 1: 5+7 = 17 *Non corretto

Tentativo 2: 5+7 = 8 *Non corretto

Tentativo 3: 5+7 = 12 *Corretto*

Come si può vedere dall’esempio precedente, è stato il Minatore 2 a indovinare la risposta corretta al terzo tentativo. Ciò significa che sarebbe stato il minatore ad ottenere la ricompensa! Nel mondo reale, i computer possono indovinare milioni di combinazioni diverse al secondo, il che richiede una grande quantità di elettricità.

In generale, più potente è l’hardware, o più dispositivi hardware hai, più possibilità hai di risolvere il puzzle per primo. Ne parlerò più dettagliatamente a breve, ma per queste ragioni, non è un sistema equo.

Prima di passare al Proof of Stake, volevo solo chiarire che anche se l’esempio di cui sopra è simile nella maggior parte dei modelli Proof of Work, alcune blockchain usano un processo leggermente diverso. Tuttavia, manteniamo le cose semplici, va bene?

Comunque, ora che sai brevemente come funziona il mining di Ethereum, Bitcoin e altre blockchain Proof of Work, la prossima parte della mia guida ‘Proof of Work VS Proof of Stake’ scoprirà come funziona Proof of Stake.

Proof of Stake: come vengono verificate le transazioni?
Il modello Proof of Stake utilizza un processo diverso per confermare le transazioni e raggiungere il consenso. Il sistema utilizza ancora un algoritmo crittografico, ma l’obiettivo del meccanismo è diverso.

Mentre Proof of Work ricompensa il suo miner per aver risolto equazioni complesse, in Proof of Stake, l’individuo che crea il prossimo blocco si basa su quanto ha “puntato”. Per semplificare le cose, la puntata si basa sul numero di monete che la persona ha per la particolare blockchain che sta cercando di estrarre.

Tuttavia, tecnicamente parlando, gli individui non stanno minando. Invece, sono chiamati ‘falsari’, perché non c’è una ricompensa di blocco. Mentre Bitcoin, che utilizza il modello Proof of Work, assegna una ricompensa di blocco ogni volta che un nuovo blocco viene verificato, coloro che contribuiscono al sistema Proof of Stake guadagnano semplicemente la tassa di transazione.

Comunque, scopriamo come il ‘falsario’ tenterebbe di verificare con successo la transazione…

In primo luogo, per avere la possibilità di convalidare le transazioni, l’utente deve mettere le sue monete in un portafoglio specifico. Questo portafoglio congela le monete, il che significa che vengono utilizzate lo stake della rete. La maggior parte delle blockchain Proofs of Stake hanno un requisito minimo di monete richiesto per iniziare lo stake, il che ovviamente richiede un grande investimento iniziale.

Ad esempio, per convalidare le transazioni per la rete Dash, è necessario puntare e congelare un minimo di 1.000 monete Dash. Durante il massimo storico della criptovaluta nel dicembre 2017, dove Dash ha raggiunto più di 1.500 dollari a moneta, sarebbe costato l’equivalente nel mondo reale di 1,5 milioni di dollari.

Tuttavia, supponendo che tu abbia puntato il minimo richiesto, le tue possibilità di vincere la ricompensa (spese di transazione) sono legate alla percentuale totale di monete che possiedi. Date un’occhiata al seguente esempio.

1. Decidi di voler puntare delle monete per guadagnare alcune ricompense Proof of stake.

2. La blockchain ha un totale di 1000 monete in circolazione.

3. Acquistate e puntate 100 monete.

4. Questo significa che hai puntato il 10% del totale delle monete in circolazione.

5. Ora avete il 10% di possibilità di vincere ogni ricompensa.

Quindi, per chiarire:

Proof of Work richiede a TUTTI i suoi minatori di tentare di risolvere una somma complessa, con il vincitore determinato dalla persona che ha il più potente/quantità di dispositivi hardware.
Il modello Proof of Stake sceglie casualmente il vincitore in base all’importo che ha puntato.

La teoria più importante a sostegno del meccanismo di consenso Proof of Stake è che coloro che partecipano vogliono aiutare a mantenere la rete sicura facendo le cose correttamente. Se un falsario tentasse di violare la rete o di elaborare transazioni dannose, allora perderebbe tutta la sua partecipazione.

Questo è il motivo per cui il modello funziona così bene. Più si punta, più si guadagna. Ma allo stesso tempo, più si perde se si va contro il sistema.

Quindi, ora che sapete come ogni meccanismo di consenso conferma e convalida le transazioni, la prossima parte della mia guida Proof of Work VS Proof of Stake spiegherà perché credo che il modello Proof of Stake sia molto meglio di Proof of Work!

Perché Proof of Stake è meglio di Proof of Work?
Credo che il modello Proof of Stake sia un modello molto migliore del Proof of Work perché risolve molti problemi, che ora vi illustrerò.

Centralizzazione
Se avete letto la mia guida Proof of Work VS Proof of Stake fino a questo punto, potreste ricordare che ho detto che le blockchain Proof of Work danno alle persone che acquistano dispositivi hardware potenti una maggiore possibilità di vincere la ricompensa del mining.

Ciò che questo ha portato a organizzazioni centralizzate che acquistano migliaia di dispositivi (noti come ASIC) che generano la più alta potenza di mining. Questo tipo di operazione è noto come ‘mining pool’ e permette alle persone di ‘mettere insieme’ le loro risorse per dare loro le maggiori possibilità di risolvere la somma crittografica per primi.

Di conseguenza, solo quattro pool di mining (di cui la maggior parte si trova in Cina, dove l’elettricità è a buon mercato) controllano più del 50% della potenza totale di mining di Bitcoin.

Questo è un sistema ingiusto in quanto significa che la persona media non ha alcuna possibilità di vincere la ricompensa di mining. È qui che la proof of stake è diversa. Questo modello impedisce a gruppi di persone di unire le forze per dominare la rete solo per ottenere un profitto. Invece, coloro che contribuiscono alla rete congelando le loro monete sono ricompensati proporzionalmente all’importo che hanno investito.

Il prossimo esempio in questa guida “Proof of Work VS Proof of Stake” parlerà del consumo di elettricità.

Consumo di elettricità
Ho menzionato prima nella mia guida Proof of Work VS Proof of Stake che alcune blockchain Proof of Work come Bitcoin usano grandi quantità di elettricità. Questo perché la somma crittografica che i minatori devono risolvere è incredibilmente difficile.

Uno studio recente ha scoperto che la quantità totale di elettricità richiesta per mantenere funzionale la rete Bitcoin è più di quella utilizzata da più di 159 singoli paesi!

Non solo questo è un male per l’ambiente, ma rallenta anche il tasso al quale le criptovalute possono aumentare la loro adozione nel mondo reale. Questo perché le bollette dell’elettricità devono essere pagate con valuta fiat!

D’altra parte, Proof of Stake non ha bisogno di somme molto complesse da risolvere, il che significa che i costi dell’elettricità per verificare le transazioni sono sostanzialmente inferiori.

Attacco del 51%
Un attacco del 51% (51% attack) è usato per descrivere lo sfortunato evento in cui un gruppo o una singola persona guadagna più del 50% del potere di mining totale. Se ciò accadesse in una blockchain Proof of Work come Bitcoin, permetterebbe alla persona di apportare modifiche ad un particolare blocco. Se questa persona fosse un criminale, potrebbe alterare il blocco per il suo guadagno.

Un recente esempio di un attacco del 51% è avvenuto contro la blockchain Verge, che ha permesso all’hacker di portarsi via 35 milioni di monete XVG. Al momento dell’attacco, questo ammontava a un valore reale di 1,75 milioni di dollari!

Quando si utilizza un meccanismo di consenso Proof of Stake, non avrebbe senso dal punto di vista finanziario tentare di eseguire un attacco del 51%. Per ottenere questo risultato, il malintenzionato avrebbe bisogno di puntare almeno il 51% della quantità totale di criptovaluta in circolazione. L’unico modo per farlo è acquistare le monete sul mercato aperto.

Se decidessero di acquistare una quantità così sostanziosa, allora il valore reale della moneta aumenterebbe lungo la strada. Di conseguenza, finirebbero per spendere molto di più di quanto potrebbero guadagnare dall’attacco. Non solo questo, ma una volta che il resto della rete avesse capito cosa era successo, il truffatore avrebbe perso tutta la sua posta in gioco!

Quindi, ora che conosci i problemi di Proof of Work e come Proof of Stake li risolve, la parte finale della mia guida Proof of Work vs Proof of Stake discuterà se ci sono degli svantaggi nell’usare Proof of Stake!

Svantaggi del modello Proof of Stake?
La prima preoccupazione quando si discute di Proof of Stake VS Proof of Work è il problema che alcune persone hanno riguardo al Proof of Stake che aiuta i ricchi ad arricchirsi. Questo perché più monete puoi permetterti di comprare, più monete puoi puntare e guadagnare.

Pensatela in questo modo. Se hai abbastanza soldi per soddisfare il requisito minimo di puntata (che la maggior parte delle persone non ha), allora puoi garantirti un ottimo ritorno sul tuo investimento. Coloro che hanno più soldi avranno sempre le migliori possibilità di vincere la ricompensa, rendendo i ricchi più ricchi.

Tuttavia, questo non è quasi diverso dal meccanismo di consenso Proof of Work, per cui i minatori ricchi possono semplicemente acquistare migliaia di dispositivi ASIC.

La seconda preoccupazione che alcune persone hanno riguardo a Proof of Stake è che permette alle persone di verificare le transazioni su più catene, cosa che Proof of Work non fa. La ragione per cui questo potrebbe essere un problema è che potrebbe permettere ad un hacker di eseguire un attacco di doppio spendo.

Questo è quando qualcuno trasferisce fondi a qualcun altro, ma prima che la transazione sia confermata, riesce a spendere nuovamente i fondi. In circostanze normali, un tale tentativo sarebbe impedito quando tutti gli altri minatori della rete lo vedono. Inoltre, poiché Proof of Work permette ai dispositivi di minare solo su una catena, la catena disonesta verrebbe semplicemente rifiutata.

D’altra parte, in un modello Proof of Stake, non costa ai falsari alcun denaro minare su più catene, permettendo eventualmente a qualcuno di eseguire con successo un doppio speso. Il che è altrimenti noto come il “problema del nulla in gioco”?

In realtà, l’argomento Proof of Stake VS Proof of Work è qualcosa che dividerà sempre le opinioni delle persone. Tuttavia, visto che il modo originale di estrarre Ethereum sta per essere cambiato, è chiaro quale meccanismo è il più favorito.

Proof of Work VS Proof of Stake: Conclusioni

Questa è la fine della mia guida Proof of Work VS Proof of Stake! Se l’hai letta dall’inizio alla fine, ora dovresti avere una buona comprensione di come funziona ogni meccanismo di consenso e come differiscono l’uno dall’altro.

Proof of Work è il modo attuale di estrarre Ethereum, Bitcoin, Dash e alcune altre criptovalute. Tuttavia, ora dovresti essere pienamente consapevole dei molti problemi associati al Proof of Work. Questo include la quantità di elettricità che richiede, la centralizzazione del potere che i pool di mining hanno ora, e le minacce di un attacco del 51%.

Ho anche elencato alcune delle soluzioni che il modello Proof of Stake porta all’industria delle criptovalute. Tuttavia, man mano che la tecnologia blockchain diventa più avanzata, molti altri algoritmi di consenso stanno colpendo il mercato, tutti con i loro pro e contro.