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Proof-of-Work e proof-of-stake

Guida introduttiva


Alla base di ogni criptovaluta si trova una rete di computer che aiuta a proteggere il software dagli hacker e regola l'emissione di nuove unità offerte. 

Questo sistema è chiamato meccanismo di consenso.

I due meccanismi di consenso più utilizzati sono Proof-of-Work (PoW) e proof-of-stake (PoS), che disciplinano il processo in cui le transazioni tra utenti vengono verificate e aggiunte al ledger pubblico di una blockchain, il tutto senza l'aiuto di una parte centrale.

Conoscere le differenze può aiutarti a valutare meglio le criptovalute disponibili per il tuo portafoglio, poiché quelle che utilizzano il Proof-of-Stake possono comportare ulteriori responsabilità oppure offrire vantaggi aggiuntivi.

proof of work vs proof of stake

Che cos'è il Proof of Work (PoW)?


Il Proof-of-Work (PoW) è stato introdotto nei primi anni '90 per mitigare lo spam di e-mail. 

Si basava sull'idea di far svolgere ai computer un lavoro di lieve entità prima di inviare un'e-mail. Questo lavoro avrebbe un impatto trascurabile su qualcuno che invia un'e-mail legittima, ma richiederebbe una potenza di calcolo e risorse notevoli per gli utenti che inviano e-mail di massa.

Tuttavia, è stato Satoshi Nakamoto, il creatore di Bitcoin, il primo ad applicare la tecnologia a un sistema di valuta digitale in un white paper di Bitcoin .

Ordine della blockchain

Una blockchain è un meccanismo che consiste in una stringa di blocchi (gruppi di transazioni) allineati in ordine cronologico in base all'ordine delle transazioni.

Il primo blocco in una blockchain PoW è impostato come hardcoded nel software e viene chiamato blocco di genesi, o blocco 0. Per definizione, questo blocco non fa riferimento a un blocco precedente. 

I blocchi successivi aggiunti alla blockchain fanno sempre riferimento ai blocchi precedenti e ognuno di essi include una copia del ledger completo e aggiornato.

Consumo di energia

Gli algoritmi PoW determinano chi può modificare il ledger mediante una gara in cui alcuni partecipanti (miner) sono incoraggiati a utilizzare energia di elaborazione per proporre blocchi validi che soddisfano le regole del network.

A questo punto, i nodi (qualsiasi computer che esegue il software Bitcoin) convalidano le transazioni, impediscono la doppia spesa (ovvero, l'invio degli stessi fondi a due destinatari separati) e stabiliscono se i blocchi proposti devono essere aggiunti alla blockchain.

Per creare un nuovo blocco, i miner di un network PoW competono l'uno contro l'altro per risolvere complessi problemi matematici in un processo chiamato hashing. Sebbene questi problemi siano molto difficili da risolvere, dovrebbe essere facile per il network verificare la soluzione corretta. 

Partecipazione

In un protocollo PoW, la potenza di calcolo viene combinata con la crittografia per creare consenso e garantire la validità delle transazioni registrate nella blockchain. 

Durante il processo di hashing, e per produrre nuovi blocchi, i miner competono tra loro per risolvere correttamente i problemi matematici.

Per generare un risultato corretto, i miner devono indovinare una stringa di numeri pseudo-casuale chiamata hash. Questa stringa, quando viene combinata con i dati forniti nel blocco e viene inserita un computer con funzione hash, deve produrre un risultato che soddisfi le condizioni stabilite dal protocollo. 

L'hash vincente viene quindi trasmesso al network per consentire agli altri miner di verificare la correttezza della soluzione. In caso affermativo, il blocco viene aggiunto alla blockchain e il miner ottiene la ricompensa che gli spetta.

Distribuzione delle ricompense 

La ricompensa relativa ai blocchi si riferisce alla nuova criptovaluta assegnata dalla blockchain al miner per ogni blocco considerato valido e accettato dal network.

Nel caso di alcune criptovalute, come Bitcoin, la ricompensa relativa ai blocchi viene ridotta dopo che è stato trovato un certo numero di blocchi. 

Ciò viene fatto per mantenere l'offerta totale di valuta limitata e deflazionistica.
 

Che cos'è il proof-of-stake (PoS)


Proof-of-stake (PoS) è una versione modificata di PoW introdotta nel 2012 per risolvere quella che veniva percepita come dipendenza dal consumo di energia per determinare l'ordine della blockchain.

Invece di affidarsi alla competizione tra computer per generare l'hash appropriato, in un protocollo PoS la partecipazione viene decisa in base al possesso della crypto.

Utilizzando un insieme di fattori stabiliti dal protocollo, l'algoritmo di PoS sceglie in modo pseudo-casuale un nodo (chiunque possieda la moneta) affinché proponga il blocco successivo da aggiungere alla blockchain. 

Una volta selezionato, un nodo deve verificare la validità delle transazioni all'interno del blocco, sottoscriverlo e proporre il blocco al network per ottenerne la convalida.

Ordine della blockchain

Analogamente a PoW, una blockchain PoS è un meccanismo che consiste in una stringa di blocchi allineati in ordine cronologico in base alle sue transazioni.

Il primo blocco in una blockchain PoS viene impostato come hardcoded nel software e viene comunemente chiamato blocco genesi. I blocchi successivi aggiunti alla blockchain fanno sempre riferimento ai blocchi precedenti e ognuno di essi include una copia del ledger completo e aggiornato.

Degno di nota è il fatto che nelle criptovalute PoS non vi è competizione per esseri selezionati per aggiungere blocchi. Per questo motivo, spesso si dice che i blocchi vengano "forgiati" o "coniati", piuttosto che minati.

Consumo di energia

A differenza di PoW, le blockchain PoS non stabiliscono chi può proporre blocchi esclusivamente in base alla potenza di calcolo e al consumo di energia. Spesso i sostenitori definiscono PoS come un sistema "più efficiente dal punto di vista energetico", in cui ai singoli nodi viene assegnata la responsabilità di creare nuovi blocchi, per cui non è necessario competere con altri nodi.

Poiché per le attività di mining di PoW e per quelle di coniazione di PoS è necessaria energia, i nodi di mining e coniazione sono motivati a utilizzare la forma di elettricità più economica possibile, che spesso proviene da risorse rinnovabili come l'energia idroelettrica, eolica o solare piuttosto che da fonti ad elevate emissioni di gas serra, come il carbone.

Inoltre, le blockchain PoS richiedono l'utilizzo di hardware specializzato (GPU) che, come le apparecchiature di mining di PoW (ASIC) e altri dispositivi di elaborazione, richiedono risorse per la produzione. 

I miner PoS devono inoltre mantenere la connessione Internet attiva, e questo comporta costi energetici.

Partecipazione

Gli utenti che desiderano essere selezionati per aggiungere blocchi a una blockchain PoS devono eseguire lo staking, o vincolare, una certa quantità di criptovaluta della blockchain in un contratto speciale. 

La quantità di crypto utilizzata per lo staking determina la possibilità di essere selezionato come prossimo produttore di blocchi. In alcuni casi, gli utenti che assumono un comportamento scorretto possono essere puniti con la perdita della crypto utilizzata per lo staking. 

Al fine di non favorire sempre i nodi con maggiore disponibilità di crypto, PoS può utilizzare altri criteri per la selezione dei produttori. In alcuni casi, ad esempio, viene utilizzato come criterio il periodo di tempo in cui un nodo ha mantenuto lo staking di crypto, mentre in altri casi la scelta è puramente casuale. 

Distribuzione delle ricompense

Analogamente all'algoritmo PoW, in PoS le ricompense relative ai blocchi fanno riferimento alla criptovaluta assegnata dalla blockchain all'utente che propone un blocco valido. 

Tuttavia, poiché la selezione del blocco viene effettuata in base al possesso di crypto, gli exchange possono consentire agli utenti di eseguire lo staking di fondi per loro in cambio di pagamenti più regolari.


Guide sulle crypto di Kraken


Risorse utili

Dalla creazione di Bitcoin nel 2009, questi meccanismi di consenso hanno contribuito ad alimentare numerosi progetti blockchain. Se desideri saperne di più sul mining di bitcoin, visita la pagina di Kraken "Che cos'è il mining di bitcoin?"

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