Cos'è la Proof of Stake (PoS)?

Il test di partecipazione, noto con l'acronimo PoS, è uno dei due protocolli di consenso più utilizzati nella tecnologia blockchain. Proof of Stake. Da lì deriva l'acronimo PoS, con cui è conosciuto. L'obiettivo di questo algoritmo, come in PoW, è creare consenso tra tutti i soggetti che compongono la rete.

È possibile esaminare le differenze e le somiglianze tra i due protocolli in questo documento completo Confronto PoW vs PoS.

I nodi che lavorano nel PoS sono chiamati validatori. La decisione su quale nodo convalidare un blocco è fatto in modo casuale, ma dando maggiore probabilità a coloro che soddisfano una serie di criteri. Tra questi criteri possiamo menzionare la quantità di valuta riservata e il tempo di partecipazione alla rete, ma se ne possono definire altri.

Una volta stabilito, il processo di selezione dei nodi inizia in modo casuale e quando finisce, i nodi scelti potranno validare transazioni o creare nuovi blocchi.

Questo dimostra che la Proof of Stake è a processo completamente diverso dal noto protocollo Proof of Work (PoW).. Dove ciascuno dei suoi nodi svolge un duro lavoro computazionale per risolvere enigmi crittografici. A differenza del PoW, che richiede grandi quantità di energia e attrezzature specializzate per svolgere le sue operazioni, il PoS è un processo molto più semplice e a basso consumo energetico. Per questo motivo molti progetti blockchain sono interessati a questo nuovo protocollo.

La prima valuta ad aver utilizzato questo protocollo è stata Peercoin nel 2012. Poi sono apparsi altri come NXT y Bitshares che usano anche questo protocollo.

Perché è stata creata la Proof of Stake?

Il protocollo Proof of Stake è stato creato dal famoso sviluppatore Sunny King, nel 2011. Nel 2012, King ha introdotto formalmente il whitepaper de PPCoin, dove ha chiarito come funzionava l'algoritmo PoS. L'obiettivo era risolvere alcuni noti problemi del protocollo PoW. Tra questi ci sono i seguenti:

1. Mancanza di scalabilità e velocità. Il processo di mining aggiunge un alto livello di latenza per poter approvare le transazioni e produrre nuovi blocchi. Tuttavia, PoS evita questa situazione. Nelle blockchain PoS, le verifiche vengono eseguite da nodi con disponibilità di monete elevate. In questo modo le verifiche vengono effettuate rapidamente, impattando positivamente sulla scalabilità e velocità della rete.
2. L'elevato consumo energetico del processo di mining. Il processo di mining in PoW richiede molta potenza di calcolo, che generalmente proviene da macchine ad alto consumo elettrico. PoS trasforma il processo di mining in un processo di partecipazione che si riflette nella detenzione di monete o nel tempo all'interno della rete.
3. Il decentramento della rete. Questo è un problema che riguarda le reti PoW e che sta diventando sempre più palpabile quando si osservano grandi mining pool. Una situazione che accentra la rete nelle mani di pochi. PoS cerca di risolvere questo problema, diversificando e democratizzando l'accesso dei partecipanti ai diversi compiti della rete.
4. Toglie l'interesse finanziario dal 51% degli attacchi. I attacchi del 51%, sono una delle paure parallele a le reti PoW. È sufficiente che un pool di mining dannoso abbia il 51% della potenza di calcolo della rete perchè avvenga un disastro; dunque, con quella capacità, il gruppo di mining può manipolare la blockchain a piacimento. Ma in un sistema PoS, questo è possibile solo se l'attaccante possiede il 51% di tutte le monete. Se l'attaccante effettua un tale attacco, il valore della moneta tende a diminuire, il che porta ad ingenti perdite economiche per l'attaccante. Questa situazione funge da deterrente per prevenire questi attacchi, pur mantenendo la sicurezza della rete.

Come funziona la Proof of Stake?

Il funzionamento del protocollo Proof of Stake è piuttosto particolare.

Questo sistema cerca incoraggiare i partecipanti ad avere sempre una certa quantità di monete. Ciò consente loro di essere scelti dal processo di selezione casuale che viene eseguito per designare le attività. In questo schema chi ha più riserve ha maggior peso nella rete e maggiori possibilità di essere scelto. Una volta scelti, web3 o wa possono convalidare le transazioni e creare nuovi blocchi all'interno della rete. Permettendo loro di ricevere guadagni e incentivi per il lavoro svolto.

Esempio di protocollo PoS

Il seguente esempio cerca di spiegare in modo più semplice il suo funzionamento:

Immagina di far parte di una rete di 100 investitori. Da quella rete, un primo gruppo di 50 investitori possiede 1,000 monete ciascuno. In in altro gruppo di 30 investitori, ciascuno possiede 2,500 monete. Nell'ultimo gruppo di 20 investitori, possiedono 10,000 monete ciascuno. Nella tabella seguente, puoi vedere i dati di ciascuno dei gruppi menzionati e il loro peso di partecipazione alla rete.

In questo modo, si vede chiaramente che il Gruppo C, è quello che ha la maggiore partecipazione nella rete: un totale del XNUMX% e XNUMX monete per essere precisi. Ora è il momento di passare attraverso il processo di selezione casuale sul web, il che significa che è più probabile che vengano selezionati quelli del gruppo C; tuttavia non sono i soli a venire selezionati, partecipano anche membri dei Gruppi A e B. Questo viene fatto per democratizzare e decentralizzare la rete.

Una maggiore holding non garantisce la selezione come nodo, ma fornisce maggiori opportunità. Con questo, si cerca che tutti coloro che sono all'interno della rete ne traggano beneficio senza subire discriminazioni. Inoltre, qualsiasi investitore dei gruppi A e B può investire di più per aumentare il proprio livello di partecipazione.

Una volta selezionati, gli investitori hanno la possibilità di svolgere i compiti loro consentiti. Gli investitori eseguono queste operazioni al fine di ricevere incentivi e profitti proporzionali alla loro partecipazione al sistema. Una volta terminato il round, il processo di selezione viene riavviato in modo che altri investitori possano partecipare.

Inoltre, i fondi utilizzati come partecipazioni non possono essere utilizzati e devono essere bloccati all'interno della blockchain. In questo modo si garantisce che i fondi saranno sempre disponibili come garanzia per il nodo validatore. Tuttavia, il nodo puoi aggiungere nuovi fondi in qualsiasi momento, al fine di aumentare ulteriormente il loro livello di partecipazione.

Funzionalità PoS

Il protocollo Proof of Stake (PoS) offre una grande varietà di potenti funzionalità, tra le quali possiamo citare:

1. È una tecnologia più rispettoso dell'ambiente. Questo grazie al fatto che non necessita di macchine potenti per le attività minerarie. Ciò significa che il suo consumo di energia è ridotto.
2. Permette a migliore allineamento di obiettivi e incentivi tra i membri della rete. In questo modo, ciascuno di coloro che fanno parte della rete cerca di mantenere tale rete per un lungo periodo di tempo.
3. Migliora il decentramento e democratizza l'accesso alla rete. Questo grazie al fatto che tutti possono partecipare alla rete, purché raggiungano la propria quota di partecipazione. Nelle reti PoS, i concetti di mining e le attrezzature che questo compito comporta non si applicano. Ciò che evita la concentrazione del potere in poche mani a causa di quanto costosa possa essere la loro attività.
4. La consegna dei premi è più proporzionale. A causa del sistema di selezione casuale all'interno della rete, che ha lo scopo di assegnare compiti a coloro che possiedono monete. Chi ha più possesso ha maggiori possibilità di essere scelto, di fare verifiche e di ricevere profitti con esso.
5. La sicurezza della rete è molto più elevata. Dal momento che risolve o ostacola alcuni schemi di attacco già noti, come l'attacco del 51%.
6. Offre una maggiore scalabilità. Questo è usato come una delle sue caratteristiche principali. La velocità e la scalabilità delle reti PoS superano di gran lunga le reti PoW, in quanto non richiede alcun lavoro computazionale intensivo che consuma una grande quantità di tempo. Ciò rende PoS perfetto per qualsiasi blockchain che voglia essere utilizzato come sistema di pagamento al dettaglio, dove è necessario verificare un gran numero di transazioni al secondo.
7. c'è il rischio di perdere fondi a causa di attacchi malevoli. I sistemi PoS richiedono che il portafoglio dell'utente sia sempre aperto e connesso a Internet. Ciò crea un problema di sicurezza che può consentire agli hacker di sfruttare le vulnerabilità per rubare fondi da tali portafogli. Un motivo in più per seguire criteri di sicurezza comuni quando si utilizza questo sistema.

Blockchain in evidenza con Proof of Stake (PoS)

Il modello Proof of Stake (PoS) è stato adottato da numerose blockchain rinomate, promuovendo innovazione ed efficienza nel settore. Di seguito, ne evidenziamo alcune tra le più influenti:

Ethereum (ETH)

Dopo un lungo e dettagliato processo di sviluppo, Ethereum ha completato la sua transizione da Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS) con l'aggiornamento «La fusione» a settembre 2022. Questo cambiamento storico ha posizionato Ethereum come la blockchain leader nella migrazione al PoS, con l'obiettivo di migliorare drasticamente la sua scalabilità, ridurre il consumo energetico di oltre il 99% e gettare le basi per futuri miglioramenti. I validatori di Ethereum devono puntare 32 ETH per gestire un nodo validatore e partecipare alla sicurezza della rete, ricevendo ricompense per questo.

Cardano (ADA)

Cardano Cardano è una blockchain pionieristica nell'uso del PoS, avendo sviluppato un proprio protocollo chiamato Ouroboros. Ouroboros è un protocollo PoS convalidato accademicamente e sottoposto a revisione paritaria, che si distingue per la sua attenzione a sicurezza, sostenibilità e interoperabilità. Su Cardano, i titolari di ADA possono delegare i propri token a uno stake pool gestito da altri o gestire il proprio pool, partecipando così al consenso e ricevendo ricompense.

Sinistra (SINISTRA)

solario Solana utilizza un modello sofisticato che combina la Proof of Stake (PoS) con la Proof of History (PoH). La PoH è un costrutto crittografico che fornisce un modo per certificare il trascorrere del tempo tra gli eventi, consentendo una convalida delle transazioni più efficiente. Questa combinazione consente a Solana di raggiungere velocità di transazione estremamente elevate e commissioni basse, rendendola un valido concorrente nelle applicazioni decentralizzate (dApp) e nella DeFi. I validatori su Solana devono effettuare lo staking di SOL per partecipare alla rete.

Pois (DOT)

Polkadot Utilizza un meccanismo di consenso PoS chiamato GRANDPA/BABE. La sua architettura parachain consente a più blockchain specializzate (parachain) di funzionare in parallelo, connesse a una catena principale (Relay Chain). La sicurezza dell'intera rete Polkadot è garantita dal consenso PoS sulla Relay Chain, dove i validatori proteggono la catena e partecipano alla convalida dei blocchi parachain. I titolari di DOT possono puntare i propri token per diventare validatori o delegare il compito ad altri validatori.

Queste blockchain, tra molte altre, dimostrano la versatilità e la potenza della Proof of Stake (PoS) come protocollo di consenso, offrendo percorsi chiari verso una maggiore scalabilità, sostenibilità ed efficienza nel mondo della blockchain.

Il futuro del PoS: innovazioni e sfide

La Proof of Stake (PoS) non è un protocollo statico; continua a evolversi con innovazioni che mirano a migliorarne l'efficienza, la sicurezza e la decentralizzazione. Una delle aree di sviluppo più significative è l'ottimizzazione della selezione dei validatori e della gestione delle ricompense. Si stanno esplorando diversi algoritmi e modelli di staking (dalla delega diretta ai pool gestiti professionalmente) per migliorare la distribuzione dello stake e mitigare potenziali punti di centralizzazione.

Un altro aspetto cruciale è il miglioramento della sicurezza. Sebbene il PoS offra vantaggi intrinseci contro alcuni tipi di attacchi, la ricerca in corso si concentra sul rafforzamento della resilienza contro gli attacchi slashing (penalizzando i validatori per comportamenti scorretti) e sulla garanzia della robustezza del codice del protocollo. L'emergere del PoS "liquido" (liquid staking), che consente agli utenti di guadagnare un token che rappresenta il loro stake e di utilizzarlo in altre applicazioni DeFi continuando a generare ricompense, aggiunge un ulteriore livello di complessità, ma anche di utilità e liquidità all'ecosistema.

Nonostante i vantaggi, permangono delle sfide. Inizializzare e mantenere una quota significativa può rappresentare una barriera all'ingresso per alcuni utenti, sebbene le soluzioni di staking delegato e i pool cerchino di mitigare questo ostacolo. Garantire che il modello PoS promuova una vera decentralizzazione e non porti a una nuova forma di concentrazione del potere (questa volta, attraverso l'accumulo di capitale) rimane un obiettivo chiave per la comunità.

Il percorso verso un futuro più scalabile e sostenibile per le blockchain è intrinsecamente legato al successo e al continuo miglioramento di protocolli come la Proof of Stake. Con l'adozione e il perfezionamento di questi meccanismi da parte di un numero sempre maggiore di reti, è probabile che assisteremo a un ecosistema blockchain più efficiente, accessibile ed ecologico.

FAQ – Che cosa è la Proof of Stake (PoS)?